מאדים מסתורי תמיד היה אפוף המסתורין של אירועים בלתי צפויים. הדרך אליו לא פשוטה ויכולה להציג הפתעות. טיסה ארוכה של מיליוני קילומטרים של חלל מסתיימת לפעמים בהפסדים לא תמיד מובנים של כלי רכב. אבל תופעות מוזרות מתרחשות לפעמים ממש בתחילת הדרך אל הכוכב האדום. שב קרוב ותקשיב: נספר לך סיפור סקרן שקרה לא מזמן.
תעלומת האפוג'י המחתרתי
השקת רובר ההתמדה ב -30 ביולי 2020 מבסיס חיל האוויר האמריקאי בקייפ קנוורל שבפלורידה נמשך כרגיל, מבלי להעיד על דבר בלתי צפוי. לאחר השלב הראשון, שסיפק בדרך כלל מסלול תת -אורביטאלי גבוה, הצטרף לעבודה ותיק בחלל, סבו של קנטאור, שעובד בגובה רב במשך 60 שנה. קטר החלל הזה החל למשוך את הפריג 'התת -קרקעי, שהתקבל בירושה מהשלב הראשון, מן המעיים העמוקים, מהעדר התחתון של כדור הארץ. הנזיר המופעל על ידי קיטור הורם ממעמקי כדור הארץ, באותו קצב הוא הוצא מהאטמוספירה והושאר בגובה של 166 קילומטרים, וסוגר את מסלול השיגור למסלול התייחסות נמוך.
לאחר זמן קצר פתח קנטאור בפעם השנייה כדי להאיץ את ההתמדה לטיסה בין -כוכבית למאדים. בשל עליית המהירות, אליפסה של המסלול הנוכחי החלה להימתח באורך, והותירה את החלק הרחוק ביותר שלה מכדור הארץ. כעת גובהו של האפוג'י הלך וגדל: בהתחלה לאט, אחר כך מהר יותר ויותר, מאיץ כל הזמן ומקרב את רגע הפתיחה של מסלול הקרקע לכדור הארץ אל המסלול הבין-כוכבי. נתונים על גובה האפוג 'הגדל במהירות הוצגו בפינת כל המסכים המציגים את תנועת הרקטה. הם הראו כיצד האפוג 'המחושב עצמו - נקודה מחושבת בלבד, שאינה מוגבלת במסה ואינרציה - התרחק במהירות מיליוני קילומטרים.
ופתאום, לנגד עיני כולם, קרה דבר מדהים. לפתע, נתוני הטלמטריה הראו שגובה האפוג'י הפך לשלילי והסתכם במינוס 6378 קילומטרים - האפוג'י מהחלל העמוק, ממרחק של 45 מיליון קילומטרים, צלל לפתע לתוך גרעין הברזל המוצק הפנימי של כדור הארץ ונשאר שם.
מה זה לעזאזל, ראוי לעט של ניקולאי וסיליביץ 'גוגול? אולי אפילו כאן "השטן הערמומי לא עזב את שובבותיו"? או שמא מדובר בתקלה בתוכנית, התמוטטות של מערכת המדידה והחישוב של המסלול? אולי כמה סודות מאדים גרידא?
צפו בשיגור רובר ההתמדה של נאס"א למאדים!
השיגור הקודם למאדים בארצות הברית התקיים כמה שנים קודם לכן, ב -5 במאי 2018, והיה במובנים רבים יוצא דופן. כל השיגורים לכוכב האדום בכל ההיסטוריה של האסטרונאוטיקה האמריקאית בוצעו מפלורידה. שיגור החללית InSight הייתה השיגור הבין -פלנטרי הראשון מבסיס חיל האוויר וונדנברג בקליפורניה, נמל החלל השני בגודלו בארצות הברית, ובאופן כללי מחוף האוקיינוס השקט של ארצות הברית. יחד עם זאת, זו הייתה השיגור הראשון למאדים ממסלול התייחסות קוטבי. התחלה כל כך יוצאת דופן לא נבחרה כלל בגלל הישגים בליסטיים כלשהם. להיפך, יש אובדן מסוים באנרגיית השיגור, מכיוון שבמקרים כאלה אין שימוש בסיבוב כדור הארץ.
רק בשל עומס העבודה של צוותי ההתחלה של פלורידה עם לוח השיגורים הצמוד הקיים, השיגור נדחה לוונדנברג (אם כי עדיין היה בפיקוח מומחי שיגור מפלורידה, מרכז החלל קנדי). ממקום קוסמודרום האוקיינוס השקט, הם תמיד משגרים בכיוון הקוטב הצפוני והדרום של כדור הארץ, למסלולים קוטביים וקוטביים, המתמחים בדיוק בשיגורים כאלה. כמעט כל הסיור האופטי טס במסלולים סנכרוניים של השמש הקוטבית ביותר, וונדנברג הוא לא רק קוסמודרום, אלא גם טווח הרקטות המערבי. אתה לא יכול לשגר ממנו כלום בכיוון המזרחי הרגיל, כי יבשת מאוכלסת בצפיפות נמשכת מזרחה, שלאורכה לא תוכל לזרוק את המדרגות המעובדות.
כוחה של רקטת Atlas V 401 עם שוליים גדולים הספיק כדי לפצות על האנרגיה מינוס של שיגור כזה. לאחר השיגור וקטע אנכי למהדרין, הרקטה עברה בתלילות דרומה, מעל האוקיינוס לאורך חוף קליפורניה, לכיוון אנטארקטיקה, כשהיא לוקחת אותה מעט ממזרח למרידיאן ההתחלתי. לאחר שחלפה על פני איי התעלה השוכנים לא רחוק מהחוף בגובה של שבעים קילומטרים ומבלי להפריע לממותות הננס המפורסמות Mammuthus exilis, הקבורות במרבדי הפליסטוקן המאוחרים של איים אלה, הרקטה הורדה במהירות מהאטמוספירה. פעם במסלול קוטבי נמוך, אותו קטר החלל סנטאור, עם ההפעלה השנייה הסטנדרטית של המנוע מעל אנטארקטיקה, העלה את InSight לנתיב טיסה למאדים. וברגע המעבר למסלול הבין -פלנטרי עלתה אותה תמונה מדהימה. נתוני הטלמטריה, כעת בפינה השמאלית העליונה של המסך, הראו גובה אפוג שלילי של מינוס 3443.92 קילומטרים:
אז, זו לא תאונה, ותופעה פרדוקסלית מסוימת מתרחשת במהלך השיגור למאדים? אבל איך זה: גובה אפוג שלילי? מה זה אומר וכיצד נוצרים נתונים כאלה? כדי להבין זאת, נתחיל ביסודות ונצא לטיול מהיר בגן הבליסטי המסלול מבלי לצלול לעומק סבךיו.
התנגשות של לוחמים שונים
בואו נדמיין שבזירה, בחלל מסוים, שני לוחמים נפגשים בדו קרב. אחד קטן, מהיר וזריז, כרטיס הטראמפ שלו הוא מהירות. השני כבד וכבד, כמו לוחם סומו; הטריק שלה הוא מסה. אחיזתו של ה"סומואיסט "היא מיידית, אמינה ובלתי מתפשרת. רק במקום לזרוק את היריב מהמעגל, כמו בסומו האמיתי, הוא, להיפך, מבקש להישאר בתוך המעגל. אולי לא בדיוק מעגל, אבל בגבולות הכוח שלו. הלוחם המהיר לוקח קטגוריה אחרת - המהירות שפיתח, השיג, השיג. הוא יזכה או יפסיד ללוחם הסומו על חשבון מהירותו, מספיקה או לא מספקת. איך אתה משווה ביניהם? אתה יכול לחזות מי ינצח?
במילים אחרות, יש גוף כבידה מסיבי - וחפץ נע, חללית. מה תהיה האינטראקציה שלהם? לוחם הסומו יתפוס את הרץ הזה ויחזיק באחיזתו. או שהרץ יימנע מהמשקל הכבד וימשיך לרוץ. איך אתה שוקל את היכולות שלהם? אתה יכול להשוות אותם במונחים של אנרגיה, ערך שניתן לשנות בקלות (מבחינת צורותיו, הפוטנציאל והקינטי) - ולכן פרמטר אוניברסאלי מאוד.
אנרגיית התנועה של לוחם מהיר - אנרגיה קינטית - היא תוצר מוכר: Ek= mV2/ 2. אנרגיית האחיזה של אנרגיית המסיביות או הכבידה - Egr = GMm/r, תוצר המוני הלוחמים לפי קבוע הכבידה ז חלקי המרחק ביניהם r … ככל שמתקרב, מתאבק הסומו הכבד יתפוס את הלוחם המהיר. והוא ישמור אותו במסלולים סביב עצמו, יכופף אותם בכוח אחיזתו עד שייסגר, ובכך לא ישחרר. ואם המהיר ינצח, הוא לא יישאר נתון לחסדיו של המסיבי וישאיר אותו עד אינסוף.
מה בא קודם - תנועה או כוח משיכה? השאלה חסרת משמעות, אך הכבידה יכולה להתקיים למשך זמן אינסופי מבלי לשנות את התמונה בשום צורה. תנועה מובילה למאבק בין הלוחמים; ללא תנועה המפגש ביניהם הוא בלתי אפשרי עקרונית. בהשוואת הלוחמים, הראשונה היא אנרגיית התנועה המהירה ואנרגיית האחיזה המאסיבית מופחתת ממנה. לשתי האנרגיות הללו יש מסת גוף מהירה M; אם נחלק אותו, אנו משיגים לגוף מעופף את אנרגיית התנועה שלו לק"ג אחד מהמסה שלו - אנרגיה קינטית ספציפית ו2/ 2. וההשפעה של גוף מסיבי תקבע על פי תוצר המסה שלו על ידי קבוע הכבידה (GM, מוצר זה נקרא פרמטר הכבידה, μ, "מו"), מחולק למרחק ממרכז שדה הכבידה (בפשטות - מרכז הכוכב) לגוף המהיר - μ/r … זוהי אנרגיית הכבידה לקילוגרם של הגוף המעופף, כלומר אנרגיית הכבידה הספציפית.שתי אנרגיות ספציפיות - קינטיות וכבידה, לקילוגרם אחד של הרץ - הן הסולמות שיקבעו מראש את יכולות הרץ ותוצאת המפגש בין שני הלוחמים. ההבדל בין האנרגיות הספציפיות הללו, ו2/2 – μ/r, נקראת אנרגיית המסלול הספציפית והיא מסומנת בסמל ה:
ה = ו2/2 – μ/r
עקומות של תבוסה וניצחון
יתר על כן, ההיגיון פשוט: איזו אנרגיה גדולה יותר בקילוגרם של גוף מעופף, שאנרגיה שולטת; שהמושכות שלו חזקות יותר, היא מסובבת את הסוס. כאשר אנרגיית הכבידה הספציפית של גוף מסיבי שולטת ברץ, שדה הכבידה שלו אינו משחרר את הרץ, ומחזיר את הגוף המעופף דרך המסלולים הסגורים: אליפסות, אליפסות, אליפסים. אנרגיית התנועה כאן פחותה מאנרגיית הכבידה בכל קילוגרם של הרץ. אם מנכים את הגדול מהקטן יותר, אנו מקבלים ערך שלילי של האנרגיה המסלולית הספציפית ה … הגוף המהיר נמצא, כביכול, במינוס מול כוח הכבידה של השותף הכבד ואינו יכול להשתחרר מכוח המשיכה שלו.
ואם האנרגיות הספציפיות של מהירות וכוח משיכה שוות? ההבדל ביניהם ייתן אפס - אנרגיית המסלול הספציפית של הגוף היא אפס, ה = 0. אף אחד לא מנצח כאן: גוף במהירות גבוהה עף עד אינסוף, אבל עוצר שם; והשותף הכובד עוצר את הגוף המהיר, אך רחוק לאין שיעור, מעבר לגבולות האחיזה שלו. והוא לא יכול למשוך אותו לעצמה משם. מצב קיפאון. וזו המהירות הקוסמית השנייה: גוף מהיר יעזוב את שדה הכבידה של כבד, לאחר שהגיע רחוק לאין שיעור, אך פעולתו של שדה זה בסופו של דבר תעצור ותפסיק להיות רצה.
מה תהיה צורת הנתיב הזה של שוויון מוחלט? כשהוא מתקרב אליו בהאצת הגוף, המסלול האליפטי רוכש אפוג'י גבוה יותר ומרוחק יותר, הנקודה הגבוהה ביותר במסלול. וכאשר האפוג יעלה לאינסוף, האליפסה תישבר. המסלול יהפוך לעקומה פתוחה - פרבולה.
מסלול פרבולי מחלק את כל המסלולים ללפני ואחרי, ומפריד בין אינסוף האליפסות לאינסוף ההיפרבולות, מסלולים פתוחים נוספים עם דומיננטיות של אנרגיית התנועה. זהו קו דק מאוד, מחושב בלבד; על פני השטח של גוף כבידה כדורית, ישנה רק פרבולה אחת, בניגוד למכלול אינספור האליפסות הסגורות ואותה אינספור היפרבולות פתוחות. עבור מסלול פרבולי, על כל נקודותיו, המהירות תמיד שווה למהירות הקוסמית השנייה - מהירות הבריחה מהגוף הכובד. קצת פחות אנרגיה - והטיסה תיסגר לאליפסה. קצת יותר אנרגיה - הטיסה תגיע לאינסוף ותמשיך לשם.
החללית תתגבר על הכבידה בשוליים ותעוף הרחק מכדור הארץ עם מהירות שיורית כלשהי. וזה לא ייעצר במרחק אינסופי, כמו על פרבולה. מסלולים כאלה נקראים היפרבוליות.
עם עלייה במהירות של גוף מהיר, כל הקימורים הנוספים יהיו פתוחים גם הם. אנרגיית התנועה הספציפית עליהם גדולה יותר מהאנרגיה הספציפית של שדה הכבידה. החללית תתגבר על הכבידה בשוליים ותעוף הרחק מכדור הארץ עם מהירות שיורית כלשהי. וזה לא ייעצר במרחק אינסופי, כמו על פרבולה. מסלולים כאלה נקראים היפרבוליים. עליהם המהירות "גוברת" על כוח הכבידה, האנרגיה הספציפית של המהירות גדולה מהאנרגיה הספציפית של הכבידה, ואנרגיה המסלול הספציפית. ה חיובי - הרץ נמצא בטריטוריה חיובית מול כוח הכבידה של שותף כבד וכך מנצח אותו. בנוסף, גוף מהיר במרחק אינסופי מהכוכב שומר על מהירות שיורית, הנקראת עודף מהירות היפרבולית. ברגע נתוני הטלמטריה המוזרים, ההתמדה נכנסה למסלול היפרבולי כזה - במסלול של עזיבת כדור הארץ במהירות שיורית שאינה אפסית, איתה היא הלכה לכוכב האדום.
המצב עם הציר החצי-גדול
ונחזור לזמן קצר לגן הבליסטי המסלול ונטייל בנתיב הגיאומטריה הפשוטה.במסלול אליפטי המרחק בין פריג'י לאפוג'י, הנקודות המרוחקות ביותר הדדיות, יוצר את הציר העיקרי של האליפסה (המתארכת באורך האליפסה; הציר המינורי והציר למחצה יונחו לרוחב האליפסה). מחצית מהמרחק הארוך ביותר באליפסה הוא הציר למחצה א … האנרגיה המסלולית הספציפית של גוף מעופף יכולה לבוא לידי ביטוי לא רק בצורה של ההבדל בין האנרגיות הספציפיות הקינטיות והכבידה, אלא גם מבחינת הפרמטר הכבידתי. μ כוכבי לכת ואורך הציר החצי-גדול א מסלול אליפטי של גוף מעופף: ה= –Μ/2 א … שימו לב למינוס לפני השבר.
האנרגיה הספציפית של גוף שעף לאורך אליפסה היא שלילית (מינוס, חוסר בריחה מכוח הכבידה של הפלנטה) והיא שווה ל ה= –Μ/2 א … מאותה נוסחה, הציר למחצה הראשי שווה ל- א = –Μ/2 ה … שלילי אנרגיה ספציפית לאליפסה ה יחד עם המינוס של הנוסחה נותן את האורך החיובי של הציר החצי-מרכזי של האליפסה א.
בפרבולה, האפוג'י נסוג עד אינסוף, מה שאומר שאורך הציר הראשי והמחצה החצי הופכים לאינסופיים. במסלולים היפרבוליים, האנרגיה הספציפית כבר חצתה את האפס הפרבולי והיא חיובית: הגוף עוזב את כוח הכבידה כשמרווח נשאר בצורת עודף מהירות היפרבולית. אך כדי שהאנרגיה הספציפית של הגוף תהפוך לחיובית, משהו בנוסחה חייב להיות שלילי אם יש מינוס לפניו.
פרמטר הכבידה אינו יכול להיות שלילי: זהו תוצר המסה של כוכב הלכת במספר, μ = GM, ואין מסה שלילית. נשאר ציר למחצה א … במציאות, להיפרבולת אין ציר למחצה - רק ציר בלתי מוגבל, קו ישר אינסופי, שהרעיון של חצי הוא איכשהו חסר משמעות. כיוון שאין אפוגיי. הענפים שלו הולכים לאינסוף ואין להם נקודה משותפת שאליה אפשר לדחות את הציר ולמדוד את המרחק. מבחינה מתמטית אורך הציר החצי-מרכזי של ההיפרבולה נאלץ להפוך לשלילי. למרחקים מכוונים עשויים להיות שינויים בסימנים. כאשר נלקחים בחשבון כיוון הדחייה או הספירה, יש לתאר את השינוי ההפוך שלו בפרמטר כלשהו. מבחינה גיאומטרית, זהו סיבוב של 180 מעלות; מבחינה מתמטית, זהו שינוי סימן. אם הציר החצי-מרכזי הנורמלי של אליפסה רגילה נמצא בתוך האליפסה, אז כאשר הסימן משתנה, הציר החצי השלילי השלילי צריך להיות מופקד בכיוון ההפוך-כלפי חוץ מהעקמומיות. הפרשנות הגיאומטרית של הציר החצי-מרכזי של ההיפרבולה היא המרחק מפריגתו של ההיפרבולה לנקודת החיתוך של האסימפטוטים שלה, שלאורכו עוברים ענפי ההיפרבולה עד אינסוף. קטע זה אינו שוכב בתוך עיקול העקומה, כמו באליפסה, אלא מחוץ להיפרבולה, בכיוון ההפוך, ומשנה את סימןו מהפנים המכובד של האליפסה להיפך מפריסתו.
יתר על כן, לאחר ש"הופקדה "מהפרבולה הלאה לאזור ההיפרבולי, להיפרבולת יש מיקום צר בצורת V של אסימפטוטים אלה, שבתוכם ההיפרבולה מתקרבת מאינסוף, נפרשת סביב מרכז הכובד, עוברת את הנצח שלה (עבור למען צליל מוכר, לא נגיד "מרכז" במקרה הכללי, והנצר הוא לכדור הארץ הרגיל), וחוזר לאינסוף. בהתאם לכך, נקודת החיתוך של האסימפטוטים יכולה להתרחק רחוק מאוד מהתקופה של ההיפרבולה, הנמצאת "בתוך המקור הצר" של האסימפטוטים. עם אסימפטוטות כמעט מקבילות - כמעט עד אינסוף.
ועם עלייה נוספת במהירות הטיסה, ההיפרבולה נפרשת עם אסימפטוטים וענפים שלה לזווית אטומה יותר ויותר, עם עלייה בלתי מוגבלת במהירות, המתקרבת לקו ישר. וזה מובן: גוף שטס יחסית לאט לאורך היפרבולה (אם כי עם מהירות היפרבולית, כמובן) שוהה זמן רב באזור הנשים, שם אחיזת הכבידה של הפלנטה היא החזקה ביותר והכוח המכופף את המסלול הוא הגדול ביותר; המהירות האיטית נותנת לכוח הכבידה מספיק זמן כאן לעבודה תקינה על העיקול שבדרך.להיפך, ככל שמהירות הטיסה ההיפרבולית מסביב לכדור הארץ מהירה יותר, כך הגוף מבלה פחות באזור הנפש כמעט, מחליק אותו מהר יותר ואינו מאפשר לזמן לכופף את מסלולו. לכן, בטיסה מהירה, ההיפרבולה כפופה פחות מכוח הכבידה של כוכב הלכת.
האנרגיה הספציפית של הגוף משתנה בצורה חלקה עם עליית המהירות מאליפטית להיפרבולית. מערכים שליליים של אליפסות קטנות, האנרגיה המסלולית הספציפית של הגוף יורדת בהדרגה עם התארכות האליפסות, מתקרבת לאפס האנרגיה הפרבולית בצעדים קטנים, עוברת בצורה חלקה באפס במעבר הפרבולה, ואז גם בצורה חלקה מאפס עולה על מסלולים היפרבוליים, כבר עם ערכים חיוביים.
אבל אורך הציר החצי-גדול מתנהג אחרת. כאשר האליפסים נמתחים, הוא גדל (ישירות, גיאומטרית), ומגיע לאינסוף בפרבולה. כאשר עוברים להיפרבולת, אורך הציר החצי-גדול הופך לשלילי (מסתבר שהוא מחוץ לעקמומיות) והוא גם גדול לאין שיעור. הירידה ככל שהמהירות ההיפרבולית ממשיכה לגדול, האסימפטוטות ההיפרבוליות "נעות זו מזו" והמרחק בין נקודת החיתוך שלהן לבין הנרדים יורד.
פריג'י ואפוג'י כמראה של משימות מסלוליות
זה הולך ומתקרב להבנת האפיוגיי עם גובה שלילי מופיע בנתוני טיסה. אתה רק צריך לשים לב לפרטי המשימות והתנאים הרגילים של הפעלה באמצעות פקודות התחלה.
במסלולים סגורים של לווייני אדמה מלאכותיים, גובה האפוג'י והפריג'י מאוד חשוב, שימושי ומצביע. הם מגדירים תכונות רבות של תנועה מסלולית, והן, כמו במראה, משקפות פרטים חשובים של המצב או המשימה הבליסטית הנוכחית. לדוגמה, גובה המסלול הגיאו -סטציונרי הוא ללא ספק פרמטר חשוב ומפתח (יחד עם נטיית האפס החשובה לא פחות של המסלול). יש לשמור על ערך הגובה הגיאו -סטציונרי בצורה מדויקת, והצורה המעגלית של מסלול זה מתאפיינת בשוויון הגבהים של הנזיר והאפוג'י, כלומר היעדרם בפועל, כאשר כל נקודה במסלול היא גם אפוג'י וגם פריג'י. באותו הזמן. אז המעגל בא לידי ביטוי בשוויון האפוג'י והנזיר.
במקרה אחר, חשוב לדעת מאיזה עומק ועד איזה גובה העבודה של השלב השני צריכה להעלות את הנצר. או היכן וכמה רחוק יש להוריד את הנמר לאטמוספירה, לעצור את תנועת המסלול. לדוגמה, אם אתה צריך למתוח את הכניסה ולהפוך את עומס הבלימה באווירה קטן וקל עבור הצוות, אתה לא צריך לדחוף את הנמר לאטמוספירה מתחת לשבעים קילומטרים. בהתקרבות לנזיר כזה, החללית תלך לאורך זמן כמעט אופקי בשכבות העליונות והנדירות של האטמוספירה - ולכן תאט לאט ולמשך זמן רב, תכבה את המהירות בצורה חלקה וללא עומס רב, מבלי להצטבר אנרגיית ירידה.
יכולה להיות גם בעיה הפוכה - להקיף את הלוויין מעל אזור נתון כך שכאשר הוא נהרס באטמוספירה, השברים הנותרים שלא נשרפו אינם עפים מחוץ לאזור הנפילה הקטן יחסית. לשם כך יש לשגר את הלוויין לאורך מסלול כניסה תלול יותר, עם פחות "מריחה" אופקית: ניתן להוריד את הנזיר מתחת לפני השטח של כדור הארץ בכמה מאות קילומטרים - בשאיפה אליו, הלוויין ייכנס לאטמוספירה לאורך מסלול תלול יותר., לחוות עומסי כוח וחום גדולים, הוא יתמוטט חזק יותר ויישרף באופן מלא יותר, וחלקיו ששרדו ייפלו עם התפשטות קטנה יותר. כמובן, טבילה עמוקה יותר ויותר של המחתרת הנמצאת דורשת אספקת דלק גדולה יותר לדחף הבלימה; אך כאן פתרונות כאלה כבר נבחרים המקובלים מבחינת כל המגבלות, העתודות והיכולות.
וכו. לכן, במהלך השיגור, נוח מאוד להשתמש בגבהים האפוגיים והפרייגיים כערכי תנועה מבוקרים, אינדיקטורים טובים ונוחים. הרבה ברור מהם מה, היכן ואיך זה יוצא או לא, האם הלוויין הגיע לגובה, איך הוא נע עם אפוגיי ותקוף כזה. מאפיינים גיאומטריים מובנים, גובה הנקודה, פיזי, אמיתי.לכן, בעת הצגת נתוני טיסה מסלוליים, תמיד משתמשים בגבהים האפוג'ים והקרום המחושבים לתנועה זו ולרגע הזמן הנוכחי. וכדי לחשב את גובה הנזיר והאפוג'י, המופרדים בציר הראשי, החצי שלו נמצא בשימוש נרחב - הסמיאקסיס הגדול, אורכו. ככל שהאפוג'י גבוה יותר, כך האליפסה ארוכה יותר, ציר האורך העיקרי שלה וחצי אקסיות גדולות.
האפוג של לא לוויין
עם זאת, בהתאם לגובה האפוג'י, קשה לעקוב אחר נקודה נדירה אך חשובה - המעבר של תנועת המסלול הסגורה של הרכב אל ההיפרבולית. כיצד להבחין בין אפוג 'רחוק מאוד לאחד מרוחק עד אין קץ? עם הסרה גדולה של האפוג'י, ההבדל שלה עם האינסוף יהיה קטן וחמקמק. מעבר המנגנון להיפרבולה קל ונכון יותר למעקב בהקשר של אנרגיית המסלול הספציפית: לצפות כיצד האנרגיה המסלולית הספציפית השלילית של הלוויין מתקרבת בצורה חלקה לאפס, חוצה את האפס הפרבולי ואז צומחת לערכים חיוביים. עם המעבר של הטיסה להיפרבולית.
אבל שיגורים להיפרבולה - בין -פלנטרית - הרבה פחות תכופים משיגורים ליד כדור הארץ. לכן, המודל החישובי, המציג את נתוני הטיסה הנוכחיים בצורה של גבהים של אפוג'י ופריג'י, נשאר זהה במהלך שיגורים בין -פלנטריים - ליד כדור הארץ. כמו ברוב שיגורי החלליות, הרוב המכריע הם לוויינים מלאכותיים של כדור הארץ.
מודל התנועה הלוויין נאלץ לתאר על פי פרמטרי התנועה המרכזיים שלו לכדור הארץ את מעוף המנגנון שהפסיק להיות לוויין.
מודל התנועה החישובית ללוויינים מתחדד עבור הפרמטרים האליפטיים הרגילים עם פריג'י ואפוג'י הכרחיים. ומודל התנועה הלוויני הזה נאלץ לתאר על פי פרמטרי התנועה המרכזיים שלו לכדור הארץ את מעוף המנגנון שהפסיק להיות לוויין. לכן, עם המעבר של תנועה להיפרבולית, לא לוויין, המודל מציג את הניסים המחושבים שלו, בחישוב מתמטי בלבד - אם תרצה או לא, איך הוא מונח - האפוג הדמיוני בתחילת המסלול ההיפרבולי, כפי שהוא תמיד עושה לאליפסה הרגילה. חישובים כאלה נכונים מבחינה מתמטית - זו לא שגיאת כתיב, לא תקלה, לא סתירה - אבל בתנועה היפרבולית, חלק מהתוצאות של חישובים כאלה כבר דמיוניים. מכאן, שבנתוני התנועה המוצגים בפינת המסך מופיע האפוג הדמיוני של ההיפרבולה וגובהו השלילי.
קורא קשוב - או פשוט בליסטיסט מסלולי, שכמויות מסוימות כבר מזמן מוכרות לו, כמו לוח הכפל - יראה שהמרחק של 6378 קילומטרים ו -3443.9 קילומטרים ימיים הוא אותו מרחק. יתר על כן, מרחק זה שווה לרדיוס הממוצע של כדור הארץ. כלומר, מודל התנועה החישובי הציב את האפוג'י במרכז כוכב הלכת שלנו. למה בדיוק במרכז מוסבר המוזרויות של פישוט מודל התנועה, שיהיה מעייף לטפס אליו עכשיו. ואולי לשאלה "למה כל כך עמוק?" - מודל התנועה עם חיוך ערמומי יענה כי פשוט אין מקום עמוק יותר …
אך לאירועי החישוב הללו אין כל השפעה על התנועה האמיתית של הרכב הבין -כוכבי. לכן, האפוג השלילי המתקבל תוך שניות ספורות פשוט מוסר מנתוני הטלמטריה, והמטייל הבין -כוכבי ממשיך את דרכו ההיפרבולית, שהחלה ברגעים אלה, לתשואות אנשי מרכז בקרת המשימה ומאחל לו נסיעה טובה. ושוב אנו מציינים את הפרדוקס המעודן כלפי חוץ עם גובה אפוגיי שלילי, אבל עכשיו כחבר טוב.
תוספות
על מסלולים היפרבוליים לא רק שיגורים בין-פלנטריים מתרחשים, אלא גם טיסה של כוכבי לכת במהלך מה שנקרא הפרעות תנועה או כבידה. במקרה זה, מהירות החללית ביחס לכוכב הלכת בתחילת המעבר שווה למהירות לאחר השלמתה, רק המסלול מתכופף וכיוון התנועה משתנה.אך יחסית לשמש, במסגרת ההתייחסות ההליוצנטרית, לאחר שטס סביב כדור הארץ, משתנה גם גודל מהירות הרכב: הוא מקבל תוספת מהירות, חיובית או שלילית. בהתאם לכך, המכשיר משנה את מסלולו סביב השמש. במסלול חדש הוא יכול לנוע מהר יותר, לעוף מהכוכב, או להיפך, להאט, להתקרב לאזור הפנימי של מערכת השמש וכוכבי הלכת שלה. נעשה שימוש נרחב מאוד בתמרוני כבידה המבוססים על תעופה היפרבולית. הם יכולים להתבצע פעמים רבות בטיסה אחת; למשל, בתוכנית של בדיקת השמש של פארקר - שבעה תמרוני האטה כבידתית ליד ונוס, מהם כבר ביצע שלושה (השניים הראשונים ליד הפנימי, אל השמש, צד היום של ונוס; הפעם השלישית - לפני חודש, בפעם הראשונה מחוץ לו, בצד הלילה), וארבעה נשארים קדימה.
מה מסלול ההתמדה כעת? היפרבולי? לא. מסלולו היה היפרבולי רק ביחס לכדור הארץ בסביבתו, בעת יציאתו. ההתמדה נעה במסלול אליפטי יחסית לשמש, בהיותו בן לוויה של הכוכב; תנועתה היא מהפכה סביב השמש, ועכשיו היא עושה חלק ממהפכה. החללית תתקרב גם למאדים במהירות היפרבולית ביחס לכוכב הלכת, ממנה היא תתחיל להיכנס לאטמוספירה.
מרכז שדה הכבידה, מרכז כדור הארץ - מהו בעצם מרכז כדור הארץ? לפני השטח של כדור הארץ יש צורה מורכבת שאי אפשר לתאר אותה בצורה אנליטית, כלומר בדיוק בעזרת נוסחאות מתמטיות. עבור משטח בעל צורה מורכבת, המרכז לא יהיה נקודה במרחק שווה, כמו כדור; מהו מרכז משטח כזה? אם נדבר על מרכז שדה הכבידה של כדור הארץ - באופן דומה, לשדה הכבידה האמיתי יש מבנה מורכב למדי, "לא אחיד". במקרה זה, המרכז הגיאומטרי של פני השטח של כוכב הלכת שלנו, לא משנה איך הוא נקבע, לא חייב להתכתב עם מרכז שדה הכבידה (גם לא משנה איך הוא מוגדר). הצפיפות השונה של הסלעים הבסיסיים באזורים שונים, אפילו עם כדור כדור אידיאלי של כדור הארץ, יוצרת אי סדרים בשדה הכבידה שאינם חופפים לתכונות פני השטח. באיזה ממרכזים אלה - שדה גיאומטרי או כבידה - לבחור לעיון? במה הלוויינים מסביב? למרכז המהפכה בבליסטיקה מסלולית, משתמשים במושג נפרד - barycenter. כל הלוויינים במסה נמוכה סובבים סביב מרכז הבריאות של הפלנטה. השם נגזר מהמילה היוונית βαρύς ("baris") - "כבדות". מאותה מילה, מגיע שם הבריטריה - הראשון הגדול וכבד באמת, במשקל של כמה טונות, חוט Eocene. מנקודת המבט של התפלגות ההמונים על נפח כדור הארץ, מרכז הבריאות הוא מרכז המסה שלו. אנו יכולים לומר שזו נקודה המחליפה את כל כדור הארץ בתנועתו ובאינטראקציה שלו עם גופים אחרים. לכן תנועת הלוויין סביב כוכב לכת אמיתי מתפשטת כמהפכתו סביב מרכז הבריח של כדור הארץ.
מסלולי שמש סינכרוניים- סוג של מסלולים שבהם, מתחת לכל נקודה במסלול על כדור הארץ, תמיד יש זמן אחד ואותו זמן סולארי מקומי. כלומר, בנקודה תת-לוונית ספציפית, המיקום הזוויתי של השמש מעל האופק המקומי תמיד זהה בערך. המשמעות היא תנאי תאורה כמעט ללא שינוי בכל נקודת תת לווין. לדוגמה, זה תמיד אותו אורך של הצל שמטיל אובייקט שמעליו עובר לוויין במסלול כזה. שינוי אורך הצל פירושו דבר אחד בלבד - שינוי גובה האובייקט. עם אותה תאורה, קל יותר לרשום שינויים בשטח. לכן הם אוהבים לשגר לווייני סיור אופטיים למסלולים סינכרוניים. למרות שיש משימות אחרות: למשל מתן בליסטי של תאורה נצחית של לוויין LEO. כך שלעולם לא ייכנס לצל, יקבל כוח באופן רציף לצריכה עוצמתית - אולי לצורך תצפית מכ"ם מתמדת ותפעול של מכשירי פליטה על הסיפון.לשם כך, המכשיר משוגר למסלול סינכרוני של השמש, החולף לכל עבר על אזור הדמדומים של פני כדור הארץ. במסלול כזה הלוויין אינו נכנס לצל הפלנטה, תמיד מסתובב על פני קרן השמש, סביבו, וכל המהפכה נשארת מוארת. במסלולים סינכרוניים לשמש, השיגור אינו מתבצע אך ורק לקוטב הצפוני, אלא מעט מערבה, כשמונה עד עשר מעלות, המספק נטייה מסלולית של כ-98-100 מעלות. וגובה המסלול נוצר בטווח של 600-1000 קילומטרים. לשיגורים כאלה, בסיס חיל האוויר ונדנברג בקליפורניה הוא נהדר מכיוון ששבילי השיגור מכאן עוברים צפונה ודרום על פני האוקיינוס.
מסלול התייחסות נמוך. הנמוך הוא כ 180-200 קילומטרים. בארצות הברית אומרים לרוב גובה של 185 ק"מ - המספר העגול של מסלול של 100 מייל. לעתים קרובות, במסלול התייחסות נמוך, הם אינם עושים מהפכה מלאה - רק חלק. מכיוון שהם כבר עוזבים אותו לעסקים נוספים: במקרה של הצבה זמנית בלבד, המסלול הוא המסלול הפניה. ואם שום דבר לא יקרה יותר, זה רק מסלול נמוך. באנגלית נהוג לומר "מסלול חניה" - מסלול חניה. המכשיר נשאר עליו, כמו מכונית שחנתה באתר. יש צורך במסלול התייחסות נמוך על מנת לנסוע לאורכו לאורכו עד לנקודה הרצויה מעל כדור הארץ, שם לבצע פעולה נתונה, דחף להעברה למסלול אחר. לאופטימיות, זה נעשה לעתים קרובות לאחר חצי סיבוב, בצד השני של כדור הארץ - והם מגיעים לשם במסלול ההתייחסות, במהירות ובנוחות. השהות בו קצרה, כך שההאטה על ידי שרידי האטמוספירה בדרך כלל כבר משמעותית (לא תמצאו לוויינים עם מסלול עבודה של 200 קילומטרים - הם נופלים מהר מדי), ובכלל זה לא מפחיד - הוא ישנה את הגובה בצורה לא משמעותית תוך זמן קצר.
מסלולים תת -קרקעיים מסלולי כדור הארץ עם פריג'ים תת קרקעיים נקראים. אם הגוף נכנס לכדור הארץ, הנכס של מסלולו היה מתחת לאדמה, והגוף התקדם לעברו. לאליפסה תת -אורביטלית יש שני חלקים: חלק אמיתי אחד - הגוף נע לאורכו; השני הוא מתחת לאדמה. ולכן זו אליפסה קפלרית רגילה, בלי קשר לעובדה שיש לה חלק תת -קרקעי. זה רק אומר שלא תהיה מחזור מלא. מקום החיתוך של החלק היורד של האליפסה עם פני כדור הארץ יהפוך לנקודת ההשפעה, במציאות, כמובן, לאזור ההשפעה. כל הטילים הבליסטיים נוסעים לאורך מסלולים תת -עירוניים. למעשה, כל בליסטיקה הקרבית של טילים, מבצעיים-טקטיים ועד בין-יבשתיים, היא בליסטיקה תת-קרבית קרבית. זה הצליח ופיתח מספר עצום של כל מיני שאלות מיוחדות. ערכים מספריים רבים של פרמטרי תנועה הם סודיים. בתנועת הלחימה תת -עירונית נוספו תכונות הקשורות לאמינות משימת הלחימה, תכונות לחימה של התנועה. למשל, תמרון אפשרי בשלב הפעיל, שבוצע כחלק מהסיבוך של יירוט טיל בליסטי מואץ באמצעות נשק אויב נגד הטילים. זה דורש יחס דחף למשקל גדול יותר והגיון מיוחד לבניית תמרונים כאלה. בהשוואה לאזור הלחימה, המסלול התת -קרקעי של שיגור החלל בשלב הראשון פשוט בהרבה מובנים. זהו שלב חיסול אופייני, אופטימי בלבד. למרות שיש בו תקריות בליסטיות בלתי צפויות. אבל עליהם בפעם אחרת.
הרס באווירה בעל ייחודיות מבחינת שטח ורכבים תת -עירוניים. הלוויינים נכנסים בעדינות רבה, תמונת ההרס שלהם מורחבת למדי. מלבדם ישנם שני סוגים של כלי רכב תת -עירוניים גרידא - כלי רכב קרביים. אלה ראשי נפץ שנועדו להתגבר על כל העומסים האטמוספריים, ושלבי ההתנתקות, או שלבי הלחימה, שעפים מאחורי ראשי המלחמה ונכנסים לאטמוספירה באותם המקומות בערך. האחרונים אינם מותאמים בשום אופן לכניסה לאטמוספירה; העיצוב שלהם מכיל רק עמידות בפני התחלת עומס יתר ועבודה מדויקת בחלל.שלבי ההתנתקות נכנסים בדרך כלל לחצי דקה מאוחר יותר מראשי המלחמה האחרונים - ולמרות שעם זוויות נטייה עדינות למדי של המסלול, הם עדיין תלולים יותר מהפולשים למסלול. בכניסה תלולה יותר, הכוחות האווירודינמיים שצומחים במהירות מתחממים ושוברים את שלב הלחימה - ואז שוב, ואז שברים, פעמים רבות. לפעמים על הקרקע, לאחר שנפלו החלקים, ניתן לראות את פרטי החורבן של המבנה על ידי זרימה היפרסונית. עם מה שקרע בקצוות איאולוס הרס את ענייני וולקן, הנחל שבר את הסגסוגת המיוחדת. מבחינה ויזואלית, הרס שלבי הקרב נראה כמו מעוף של כוכב כתום-אדום יוצא דופן, בדרך כלל עם רצף אש ארוך, כמו לפיד. מסביב ל"שביט "הראשי הזוהר, נראים כמה פעמים הבזקים קרובים של אור לבן, בדומה להבזקי המצלמה או לריתוך חשמלי - אלה שברי סגסוגות מגנזיום שנשרפו. הסומק בהדרגה באש, המדרגה נמתחת לרצועה שטוחה של גחלים כתומים של שברי האטה, המצטננים במהירות על ידי הכפור של הסטרטוספירה התחתונה עד בלתי נראית. בלילה נותר שביל זוהר ירוק בשמים, מעומעם ונכבה תוך חצי דקה - ניתן לראות את זוהר שילוב מחדש של יינון ההשפעה של אוויר הבמה כשהכל בער. הרס המדרגה נראה בצורה הטובה ביותר מהמרחק הרחוק ביותר במהלך חורף אנטי -ציקונים עם לילות רגועים בהירים, כפור בינוני ואוויר יבש צפוף. בכפור חמור, אובך כפור המצטבר בשכבת פני השטח מפריע לעיתים קרובות, ומטשטש את הפרטים לחוסר בהירות, כמו גם שבירה על אי -הומוגניות אוויר.
ממותות … עליהן בפעם אחרת.