Космічний корабель і тяжіння Землі

Космічний корабель повинен розганятися за допомогою ракетного двигуна, щоб подолати тяжіння Землі. А чи не можна використовувати для цього не двигун, а … саме тяжіння Землі? Виявляється, в одному випадку такий варіант можливий.

Космічний корабель повинен розганятися за допомогою ракетного двигуна, щоб подолати тяжіння Землі

Вся справа в тому, що в розрахунках руху космічного корабля, його зазвичай приймають за матеріальну точку: адже розміри корабля незначні в порівнянні з розмірами небесних тіл. Але космічний корабель не крапка, а протяжність тіло, що володіє певними розмірами і формою. Тому тяжіння Землі, що діє на нього, дещо відрізняється від того, яке діяло б, якщо б вся маса корабля була зосереджена в одній точці. Ця різниця досить відчутна, якщо космічний корабель має значну довжиною. Але для звичайних кораблів і супутників вона невелика, і на неї можна не звертати уваги.

Наприклад, якщо космічний корабель складається з двох куль, які можна підтягувати один до одного і розводити на великі відстані, з’єднаних стрижнем, перпендикулярним до продовження радіусу Землі, то на кожен з куль діє сила тяжіння, спрямована під кутом до сполучного стрижня. Рівнодіючу цих сил дещо менше тієї сили тяжіння, яка діяла б на центр стрижня, якби в ньому була зосереджена вся маса космічного корабля.

Виходить, “розтягуючи” такий космічний корабель, з’являється деяка відразлива радіальна сила і його рух навколо Землі відбувається по орбіті, кілька відрізняється від “кеплеровской”.

Поєднавши кулі в найбільш віддаленій точці орбіти – апогеї, космічний корабель перетворитися практично в матеріальну точку, і його рух буде відбуватися вже за “кеплеровской” орбіті. Якщо в перигеї розвести кулі на колишнє відстань, то з’явиться згадана “відразлива сила”. При цьому орбіта подальшого руху виявиться більш витягнутою і на другому витку апогейное відстань виявиться трохи більшим, ніж на першому. Таким чином, можна змусити космічний корабель рухатися по розкручування спіралі до тих пір, поки він не подолає тяжіння Землі.

Скільки ж часу знадобиться на розгін цим методом? Якщо космічний корабель завдовжки в 140 км почне рух на відстані 2 тис. Км від центру Землі, то на розгін піде близько двох років. 80 років знадобиться щоб подолати тяжіння Сонця при початковому відстані близько 700 тис. Км від нього.

Вчені підрахували, що чим більша маса небесного тіла і чим ближче до нього космічний корабель, тим швидше можна побороти тяжіння за допомогою такого методу. Так, наприклад, перебуваючи на відстані двадцяти тисяч кілометрів від центру відомої надщільного зірки – білого карлика Сіріус В, космічний корабель міг би піти по розкручування спіралі в космос всього за півтори години.

Чи можливо створити такий пульсуючий космічний корабель? Напевно, це справа техніки майбутнього. У всякому разі, теоретична можливість існує.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Комета Хейла-Боппа