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

Добро пожаловать в черную дыру Добро пожаловать в черную дыру

Как насчет визита к одной из черных дыр?

Популярная механика
«Королева TikTok»: чем знаменита и на чём зарабатывает 16-летняя Чарли Д'Амелио, первой набравшая 100 млн подписчиков «Королева TikTok»: чем знаменита и на чём зарабатывает 16-летняя Чарли Д'Амелио, первой набравшая 100 млн подписчиков

Годовой заработок тиктокерши Чарли Д'Амелио оценивают в $4 млн

VC.RU
Главное – остаться незамеченным Главное – остаться незамеченным

В чем состоит военная (а возможно, и не только) хитрость стелс-технологии?

Наука и техника
Человек «растроенный»: как и чем живет группа OQJAV Человек «растроенный»: как и чем живет группа OQJAV

Мы поговорили с группой OQJAV о том, как все устроено в их трио

РБК
Борьба за наследство Борьба за наследство

Диадохи: наследники Александра Македонского, развалившие его империю

Дилетант
Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу

Один из самых важных и роковых документов в истории российского футбола

Maxim
Гедимин и его потомки Гедимин и его потомки

Все правители Москвы со времён Василия I были потомками литовских князей

Дилетант
Идеальный цвет лица: 20 классных лайфхаков от визажистов Идеальный цвет лица: 20 классных лайфхаков от визажистов

Учимся создавать идеальный тон лица у ведущих визажистов

Cosmopolitan
Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли

Кира Найтли — одна из самых молодых претенденток на «Оскар»

Cosmopolitan
Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик

В свои 25 он самый востребованный и одновременно самый загадочный актер

Караван историй
Индейцы пожевали галлюциногенного дурмана и нарисовали его цветок в пещере Индейцы пожевали галлюциногенного дурмана и нарисовали его цветок в пещере

Ученые выяснили, что спиральный узор на потолке пещеры — изображение дурмана

N+1
Длительные романы и ни одной свадьбы: подробности личной жизни Натальи Рудовой Длительные романы и ни одной свадьбы: подробности личной жизни Натальи Рудовой

10 фактов о Наталье Рудовой

Cosmopolitan
Первый концлагерь, первый теракт и еще 6 адских исторических первенцев Первый концлагерь, первый теракт и еще 6 адских исторических первенцев

Они были первыми. Но лучше бы их не было!

Maxim
Как реагировать на оскорбления в Интернете достойно и по-мужски Как реагировать на оскорбления в Интернете достойно и по-мужски

Что делать, если кто-то там в Интернете как-то не так тебя обозвал

Maxim
За кулисами пуска За кулисами пуска

Старт космической ракеты – зрелище без преувеличения грандиозное

Популярная механика
Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее

Влияют ли самцы на скорость созревание самок в дикой среде?

N+1
Правила жизни Эльдара Рязанова Правила жизни Эльдара Рязанова

Главные высказывания Эльдара Рязанова о жизни и кино

Esquire
Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево

Тестируем одну из продвинутых моделей HP с системой непрерывной подачи чернил

CHIP
Дебютный роман Салли Руни «Разговоры с друзьями» впервые выходит на русском языке. Публикуем его фрагмент Дебютный роман Салли Руни «Разговоры с друзьями» впервые выходит на русском языке. Публикуем его фрагмент

Отрывок из романа Салли Руни, в котором выражены чувства поколения Z

Esquire
Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!» Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!»

Фильм «Дорогие товарищи!» — высказывание мастерское, мощное, но хитрое

СНОБ
«Люблю переодевать людей» «Люблю переодевать людей»

О карантинных мерах, модном процессе и новом new look после кризиса и пандемии

OK!
Знакомства без колец: чем закончились самые долгие гражданские браки звезд Знакомства без колец: чем закончились самые долгие гражданские браки звезд

Истории знаменитостей, не заключивших брак, но состоявших в отношениях

Cosmopolitan
Как Путин, Лавров и Шойгу проиграли войну в Карабахе Как Путин, Лавров и Шойгу проиграли войну в Карабахе

Москва окончательно потеряла влияние на постсоветском пространстве

СНОБ
Возвращение парусного флота Возвращение парусного флота

Почему парусники возвращаются?

Популярная механика
«Дело жизни – печь!» «Дело жизни – печь!»

Что влияет на калорийность десерта и в чем секрет маложирного крема

Худеем правильно
Если бюджет ограничен: на какую одежду стоит тратить деньги, а на какую нет Если бюджет ограничен: на какую одежду стоит тратить деньги, а на какую нет

Как составить модную смету и понять, можешь ли ты позволить себе шопинг мечты

Cosmopolitan
Если мама не сумела вырасти: советы для взрослых детей Если мама не сумела вырасти: советы для взрослых детей

Автор книги «Вы и ваша мама» делится советами для спокойного общения с мамой

Psychologies
Как правильно держать палочки для суши: самые подробные и понятные инструкции Как правильно держать палочки для суши: самые подробные и понятные инструкции

Японская, китайская и корейская кухни — это особый этикет

Cosmopolitan
Все цвета радости: на автомобилях какого цвета меньше видна грязь Все цвета радости: на автомобилях какого цвета меньше видна грязь

Нет ничего прекраснее чистого автомобиля, играющего бликами на кузовных панелях

Maxim
8 книг об окружающем мире для взрослых и детей 8 книг об окружающем мире для взрослых и детей

Книги про космос, географию и естественные науки для всей семьи

Популярная механика
Открыть в приложении