Траектории космических кораблей проложат по гравитационным туннелям

Дальние космические путешествия все еще остаются уделом научной фантастики - пока человек смог добраться лишь до поверхности Луны, и даже путешествия к планетам Солнечной системы с астронавтами на борту связаны с колоссальными трудностями. Впрочем, главной проблемой остаются расстояния между космическими объектами, которые преодолеваются современными аппаратами за долгие месяцы и даже годы. Именно длительность полетов и вызывает целый комплекс сопутствующих проблем: необходима тщательная подготовка оборудования к экстремальным условиям космоса, причем аппаратура должна функционировать без сбоев в течение всего полета; необходима и подготовка экипажа, как физическая, так и психологическая. Не стоит забывать и о стоимости самой миссии - чем продолжительнее полет, тем большего капиталовложения он требует.

Понятно, что пока никаких революционных физических открытий, которые позволили бы на современном уровне развития науки и техники значительно сократить расстояние до планет, ожидать не стоит. А значит, необходимо пользоваться каждой возможностью для оптимизации траектории полета космического корабля, тем более, что сделать это вполне возможно. Предварительное математическое моделирование показало, что траектория космических кораблей в пределах Солнечной системы должна пролегать по так называемым гравитационным туннелям.

Эти коридоры образованы в результате сложных взаимодействий гравитационных полей Солнца, планет Солнечной системы и их спутников. Гравитационные туннели соединяют так называемые точки Лагранжа, в которых гравитационные силы двух массивных объектов (планет или их спутников) уравновешивают друг друга, а значит, отсутствует их воздействие на космический корабль. Попав в подобный коридор космический аппарат двигается вдоль него практически без сопротивления. Движение по этим туннелям оказывается наиболее экономичным с точки зрения расхода топлива за счет совершения минимального количества маневров - топливо необходимо только для совершения маневра для входа в сам гравитационный коридор.

Положительный эффект гравитационных коридоров уже применяется при расчете движения космических кораблей - траектория стартовавшего в 2004 году спутника Genesis пролегает именно по таким туннелям. Согласно расчетам инженеров, такой подход позволяет снизить расход топлива сразу в десять раз, что существенно снижает стоимость всей миссии. В этом случае появляется возможность либо снизить вес аппарата, либо взять на борт большее количество исследовательской аппаратуры. К сожалению, у такого подхода есть и недостаток. Вследствие того, что траектория оптимизирована из расчета максимальной экономии топлива, она далеко не всегда оказывается оптимальной с точки зрения длительности полета. Другими словами, движение по гравитационным туннелям вряд ли будет применяться для пилотируемых космических путешествий к планетам Солнечной системы, впрочем, частично путь кораблей все же будет пролегать по ним - количество топлива на борту аппарата ограничено, и расходовать его необходимо с максимальной эффективности, иногда даже за счет временного фактора.

Автор: Александр Бакаткин

Источник: http://www.3dnews.ru