Траектория движения космических аппаратов строится с учетом разных соображений

Популярная механикаHi-Tech

К баллистическому будущему

Траектория движения современных космических аппаратов строится с учетом самых разных соображений, в число которых входит и комфортабельность полета. По мере увеличения количества людей на борту этот фактор становится для конструкторов не менее важным, чем энергетические и экономические параметры кораблей.

Текст: Николай Цыгикало

20 декабря 2019 года состоялся запуск американского космического корабля CST-100 Starliner (Сrew Space Transportation) разработки Boeing. Первый полет вышел нештатным, но не аварийным. Спустя двое суток аппарат успешно приземлился на полигоне Уайт-Сэндс. Ничего особенного, пуск как пуск.

По методу шаттла

Однако в баллистике этого и дальнейших запусков «Старлайнера» есть особенность. Ракета выводит его не на космическую орбиту, а на суборбитальную траекторию. Формирует такую траекторию вторая ступень – кислородно-водородный дедушка «Центавр», реальный космический паровоз, движимый силой водяного пара. Целевая орбита, на которую он доставляет Starliner, при космическом апогее высотой 188 км получает перигей высотой 73 км. Это атмосфера. Если «Старлайнер» пройдет такой перигей, он упадет. Поэтому после отделения от «Центавра» на суборбитальной траектории корабль доразгоняется для выхода на орбиту 40-секундным включением собственных двигателей.

Эта схема баллистически повторяет выведение Space Shuttle, запускавшегося твердотопливными ускорителями и своими главными двигателями на суборбитальную кривую. Там шаттл сбрасывал топливный бак, летевший по этой траектории вплоть до входа в атмосферу, и переходил на космическую орбиту с помощью двигателей орбитального маневрирования.

Starliner копирует баллистику шаттла до момента включения своих двигателей через 30 минут после старта. А отработавший «Центавр» валится в океан по суборбитальной траектории, которую он сформировал себе и кораблю.

Зачем «Старлайнеру» эти фокусы с суборбитальной траекторией? Такие траектории бывают разных форм, но у всех единая баллистическая основа – эллипс орбитального обращения тела вокруг центра масс Земли. И по уравнению движения, и по своей сути. Эти эллипсы частично проходят под поверхностью планеты, пересекая ее в точках, которые при движении тела по такой орбите становятся точками входа (падения) и выхода (старта). Часть орбиты над поверхностью Земли называется суборбитальной траекторией. Тело на ней не должно делать полного реального витка.

В остальном суборбитальные траектории заметно различаются. Так, боеголовки межконтинентальных ракет большой дальности поднимаются на сотни километров за атмосферу, но, имея подземный перигей, входят в плотные слои с приличным углом наклона – 10–20 градусов к горизонту. На какую глубину опустится в Землю перигей и где именно, вопрос расчета таких траекторий.

Вторая ступень принимает от первой эллиптическое движение с перигеем глубоко в мантии планеты. Ее задача – вывести перигей на поверхность и дальше в космос, на нужную высоту. По запланированному уровню подъема легко оценить требуемую энергию, работу ступени, количество топлива, время полета на главной тяге и другие параметры. Вторая ступень «раздувает» вокруг Земли суборбитальную траекторию, полученную от первой, поднимая перигей из глубин. Высота, на которой следует прекратить подъем, определяется командой на выключение двигателя.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Виртуальный секс Виртуальный секс

«Популярная механика» протестировала первую в мире виртуальную любовницу

Популярная механика
5 послевоенных американских романов, на которые стоит обратить внимание: выбор Pollen fanzine 5 послевоенных американских романов, на которые стоит обратить внимание: выбор Pollen fanzine

Послевоенные романы, которые нужно перевести и издать

Esquire
Техника бокса Техника бокса

Современный спорт – это технологии

Популярная механика
Сто лет островной жизни уменьшили размеры африканских жаб Сто лет островной жизни уменьшили размеры африканских жаб

Африканские жабы Sclerophrys gutturalis заметно уменьшились в размерах

N+1
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Общежитие для зумеров: что такое TikTok-дома и кто на них зарабатывает Общежитие для зумеров: что такое TikTok-дома и кто на них зарабатывает

Как 15-секундные ролики о совместном быте зумеров стали новым трендом в сети

Forbes
Киберпанк-2021 Киберпанк-2021

Проект нового направления в музыкальной индустрии родился на стыке технологий

Популярная механика
Битва дискаунтеров: как «Магнит» и X5 Retail Group конкурируют на рынке супердешевых товаров Битва дискаунтеров: как «Магнит» и X5 Retail Group конкурируют на рынке супердешевых товаров

Через пять лет на жесткие дискаунтеры будет приходиться 10% розницы

Forbes
Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
34 фирмы вместо одной: чем закончилось разделение нефтяного бизнеса Рокфеллера после 30 лет монополии 34 фирмы вместо одной: чем закончилось разделение нефтяного бизнеса Рокфеллера после 30 лет монополии

«Дочки» компании Рокфеллера лидируют на рынке нефти до сих пор

VC.RU
Радио против видео Радио против видео

Автоматическая посадка крылатого летательного аппарата давно уже не фантастика

Популярная механика
Коронованная принцесса. Как создавались наряды Дианы для сериала «Корона» Коронованная принцесса. Как создавались наряды Дианы для сериала «Корона»

Анна Баштовая — о том, как создавался образ принцессы Дианы в 4 сезоне «Короны»

Esquire
Триумф 57 мм Триумф 57 мм

Новое слово в разработке российских бронемашин

Популярная механика
Дебют дебютов: в чем секрет популярности сериала «Ход королевы» Дебют дебютов: в чем секрет популярности сериала «Ход королевы»

Почему мы все неожиданно заинтересовались шахматами после сериала «Ход королевы»

РБК
Симулятор войны Симулятор войны

Современные дети не играют в войну, зато в нее играют их родители

Популярная механика
Тайны брянского Лас-Вегаса Тайны брянского Лас-Вегаса

Кто стоит за самым загадочным букмекером на российском рынке

Forbes
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Лейла Слимани: Адель. Новый роман от лауреата Гонкуровской премии Лейла Слимани: Адель. Новый роман от лауреата Гонкуровской премии

Отрывок из нового романа Лейлы Слимани — о браке, сексуальности и зависимости

СНОБ
5 невероятных проектов для борьбы с потеплением 5 невероятных проектов для борьбы с потеплением

Как люди собираются противостоять глобальному потеплению

Популярная механика
Сумка за три миллиона и платье из музея: 8 самых необычных нарядов Ким Кардашьян Сумка за три миллиона и платье из музея: 8 самых необычных нарядов Ким Кардашьян

Актриса и бизнесвумен Ким Кардашьян знает толк в красивых вещах

Cosmopolitan
Русские гонки Русские гонки

Первый Кубок России по авиагонкам прошел 19 сентября в Орешково

Популярная механика
«Не со мной»: как мы реагируем на насилие по отношению к другим «Не со мной»: как мы реагируем на насилие по отношению к другим

Почему мы иногда замираем от ужаса, увидев ссору или драку?

Psychologies
«Глаза» для беспилотников «Глаза» для беспилотников

Автомобили с круглой нашлепкой на крыше сегодня на дорогах уже не редкость

Популярная механика
«Люби его таким, какой он есть»: большое заблуждение? «Люби его таким, какой он есть»: большое заблуждение?

Существует ли идеальная любовь?

Psychologies
Убийственный «гипер» Убийственный «гипер»

Все об аэродинамике самого перспективного оружия

Популярная механика
Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века

Предметы в этих усадьбах указывают на то, что их хозяева были ювелирами

N+1
За кулисами пуска За кулисами пуска

Старт космической ракеты – зрелище без преувеличения грандиозное

Популярная механика
Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины

Интенсивный сбор людьми заставил растения приобрести серовато-бурые листья

N+1
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой» Моя терапия: «Я пообещала маме и себе, что буду счастливой»

Когда мир рушится и все против нас, очень сложно найти опору в себе

Psychologies
Открыть в приложении