ОРБИТЫ ИСКУССТВЕННЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
траектории
движения космич. аппаратов (КА). Отличаются от орбит небесных тел естеств.
происхождения гл. обр. наличием активных участков, на к-рых К А движется
с включённым реактивным двигателем. Часто, однако, под О. и. к. о. понимают
лишь участки пассивного (с выключенным двигателем) полёта Орбиты КА изучаются
в астродинамике.
По характеру движения КА вблизи исследуемого
небесного тела различают орбиты пролёта, спутниковые орбиты, орбиты посадки
(жёсткой и мягкой). По орбите пролёта КА движется с гиперболич. скоростью
относительно исследуемого небесного тела и после сближения с этим телом
покидает его окрестность (см. Космические скорости). Коррекция орбиты
пролёта реактивными импульсами производится обычно до момента сближения,
на участке же сближения коррекция, как правило, не производится, и КА совершает
пассивный полёт. Спутниковые орбиты КА характеризуются эллиптич. скоростями
движения относительно исследуемого небесного тела. Для вывода КА на спутниковую
окололунную или околопланетную орбиту необходимо уменьшить скорость КА
при сближении с небесным телом до эллиптической, что достигается реактивным
торможением КА. Для жёсткой посадки КА на поверхность небесного тела характерна
большая относительная скорость КА в момент соприкосновения с поверхностью
небесного тела. В результате жёсткой посадки КА, как правило, разрушается.
Орбиты жёсткой посадки являются частными случаями орбит пролёта или спутниковых
орбит, когда часть орбиты проходит под поверхностью небесного тела и столкновение
с этой поверхностью прекращает движение КА. Мягкой посадкой наз. такая,
при к-рой относительная скорость КА в момент контакта с поверхностью небесного
тела не достигает значений, приводящих к разрушению КА. Мягкая посадка
обеспечивается тормозящей реактивной тягой на участке спуска КА или парашютной
системой, если небесное тело имеет достаточно плотную атмосферу.
Орбиты КА выбираются и рассчитываются заранее,
в соответствии с задачами, к-рые решаются при запуске КА. При выборе орбит
К А большую роль играют вопросы экономного расхода горючего и увеличения
полезного веса КА, поэтому стремятся макс, образом использовать силу тяготения
исследуемого тела для изменения траектории в нужном направлении. Примером
такого рода является полёт автоматич. межпланетной станции (АМС), выведенной
на орбиту 4 окт. 1959 третьей советской космич. ракетой. В момент сближения
с Луной АМС прошла на расстоянии 6500 км от поверхности Луны и сфотографировала
её обратную сторону; под действием притяжения Луны её траектория изогнулась
и АМС возвратилась к Земле со стороны Сев. полушария. Пройдя на расстоянии
4700 км от поверхности Земли, АМС передала снимки на Землю.
Так как КА имеют малые размеры и массы,
то на их орбиты наряду с силами тяготения заметно влияют сопротивление
атмосферы (Земли или планет) и световое давление, к-рые практически не
влияют на движение естеств. небесных тел. В движении искусств, спутников
Земли (ИСЗ) наиболее заметны возмущения от сопротивления атмосферы и от
сжатия Земли. Под действием сопротивления атмосферы орбита постепенно уменьшается
в размерах - происходит вековое уменьшение большой полуоси и эксцентриситета
таким образом, что высота перигея орбиты уменьшается во много раз медленнее,
чем высота апогея. Следствием уменьшения размеров орбиты является уменьшение
периода обращения ИСЗ вокруг Земли и ускорение видимого движения ИСЗ. Эти
изменения орбиты происходят тем быстрее, чем ближе орбита к поверхности
Земли. При высоте круговой орбиты порядка 150-160 км я ниже изменения
настолько быстры, что ИСЗ не успевает сделать полного оборота и падает
на Землю. Сжатие Земли вызывает два осн. эффекта в движении ИСЗ: вращение
плоскости орбиты ИСЗ вокруг оси Земли, происходящее в направлении, обратном
движению ИСЗ (попятное движение линии узлов орбиты), и вращение самой орбиты
в её плоскости (движение линии апсид). Скорость движения линии узлов равна
нулю, если плоскость орбиты перпендикулярна к плоскости земного экватора.
Направление движения линии апсид зависит от наклона орбиты к плоскости
экватора и совпадает с направлением движения ИСЗ в орбите, если наклон
орбиты i<63°26'; если наклон больше этого значения, то линия
апсид движется в направлении, обратном направлению орбитального движения
спутника.
Выбранная (расчётная) орбита КА, из-за
неизбежных отклонений режима работы двигателей от расчётного при запуске
и коррекциях, реализуется не вполне точно. Орбита непрерывно изменяется
под воздействием возмущающих сил. Поэтому возникает задача измерения видимого
движения КА и определения параметров (элементов) реальной орбиты по результатам
этих измерений. Наиболее распространены радиотехнич. методы наблюдений,
позволяющие определять расстояния до КА и его радиальные скорости. Движение
близких к Земле КА (ИСЗ, лунные зонды) измеряется также по результатам
наблюдений, позволяющих определять угловые координаты КА (обычно прямое
восхождение и склонение или азимут и высоту), а также при помощи лазерных
дальномеров. Уточнённые значения параметров (элементов) орбиты используются
для расчёта корректировочных импульсов и для прогноза движения К А (вычисления
эфемериды) при последующих наблюдениях КА.
Лит.: Левантовский В. И., Механика
космического полета в элементарном изложении, М., 1970; Эльясберг П. Е.,
Введение в теорию полёта искусственных спутников Земли, М., 1965; Э с к
о б а л П. Р., Методы определения орбит, пер. с англ., М., 1970. Ю.
В. Батраков.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я