15.3. Вход с гиперболическими скоростями
Трудности спуска КА, входящих в атмосферу Земли с гиперболическими скоростями, в баллистическом отношении связаны, в первую очередь, с необходимостью обеспечить захват аппарата атмосферой, с уменьшением коридора безопасного движения, а также с проблемой переносимости экипажем КА перегрузок после длительного пребывания в космосе.
Простое попадание КА в коридор входа еще не гарантирует захват его атмосферой. В этом случае для принятия правильного решения системой управления необходима информация о положении аппарата в коридоре входа. Поскольку любой системе управления свойственны некоторые погрешности, необходимо, чтобы ошибки бортовых данных о положении КА внутри коридора не превышали определенной величины. При движении аппарата вблизи верхней границы величина допустимых ошибок не равна нулю и поэтому некоторая часть коридора {в районе верхней границы) оказывается запрещенной для использования и непригодной для безопасного спуска.
Ширина полезной части коридора зависит от условий входа, характеристик КА и реализуемого способа управления. Она может меняться от величины, составляющей 90% от полного (номинального) коридора, до нуля (в крайних случаях). Увеличение скорости входа приводит как к уменьшению полной ширины коридора, так и к сужению его полезной части. В частности, уже при скорости входа 13...14 км/с невозможно реализовать баллистический спуск, даже используя его в качестве дублирующего варианта.
Оценки теплового режима КА, движущихся с гиперболическими скоростями, показывают, что после обеспечения условий захвата аппарата атмосферой решающее значение приобретают вопросы тепловой защиты, поскольку от успешности их решения зависит безопасная посадка К А (особенно с экипажем на борту) в требуемом районе земной поверхности.
В настоящее время реализуемыми считаются два способа посадки КА: первый — прямая посадка непосредственно с подлетной межпланетной траектории; второй — посадка с орбиты искусственного спутника, на которую аппарат переводится в результате приложения импульса скорости после аэродинамического торможения и вылета КА из атмосферы. Так как траектории возвращения, рассчитываемые по условиям энергетической оптимизации схемы экспедиции, в настоящее время не различаются по способу посадки, то любой из указанных способов является равновозможным. В силу этого представляет интерес оценка траекторий возвращения, допускающих осуществление прямой посадки КА в заданный район Земли.
|
