4.1. Анализ задач экспедиций к планетам и телам Солнечной системы. Основные требования, предъявляемые к схемам полета
Учитывая исключительно высокую стоимость подготовки и осуществления межпланетных экспедиций, прежде всего возникает вопрос об их задачах.
Очевидно, что по мере освоения космического пространства эти задачи видоизменяются и речь может идти лишь о задачах «обозримой перспективы». Результаты выполненных исследований, итоги которых были подведены на основе проектно-баллис-тического анализа проблемы создания на базе ракеты-носителя «Протон» оптимальной структуры межпланетных автоматических комплексов, дают основание для формулировки следующих основных задач, сведенных для удобства в табл. 4.1.
Из рассмотрения сформулированных задач и соответствующих им требований, предъявляемых к схемам полета, вытекают следующие выводы.
* Наиболее сложными и конкретными являются задачи исследования Марса и Венеры. Это объясняется большим количеством результатов, полученных в ходе их изучения, и возможностью сформулировать стратегию исследования на ближайшие 10...15лет.
Основное требование к схемам полета космических аппаратов — обеспечение их выведения на низкие орбиты ИСП и доставка в выбранные районы поверхности планет необходимой аппаратуры для проведения контактных исследований (зондов, подвижных лабораторий и т. д.).
* Сведения, полученные в ходе изучения большинства объектов Солнечной системы (в частности, планет Юпитеровой группы и Меркурия), носят предварительный характер и уточняют данные, полученные в ходе астрономических исследований. Имеются также далеко не полные данные о малых телах Солнечной системы (астероидах и кометах). Для их изучения необходимо осуществление полетов с выходом на орбиты ИСП больших планет (Юпитера, планет-гигантов).
* Полеты к границам Солнечной системы — Солнцу, Плутону — являются уникальными. Их особенностью является необходимость пролета АМС около Плутона в 2010—2012 гг., так как в дальнейшем научная значимость такой экспедиции будет существенно падать в связи с чрезвычайно большим удалением его от Солнца. Имея в виду сформулированные выше требования к схемам полета, обсудим далее проектно-баллистические возможности их практической реализации.
Факт постоянства планетарных орбит позволяет предположить, что возможно такое взаимное расположение планеты старта 1 и планеты цели 2, когда осуществление полета потребует наименьших затрат энергии. Ограничимся рассмотрением простейшего случая: пренебрежем эллиптичностью орбит и их наклонением к плоскости эклиптики, т. е. будем считать, что орбиты планет являются круговыми и лежат в одной плоскости. Так как рассматривается только центральная сила притяжения Солнца, то задачу оценочного проектно-баллистического расчета траектории полета КА от одной планеты к другой можем рассматривать как задачу невозмущенного движения (см. гл. 2).
|
