Страница 107 из 123
Дальнейшее движение АМС происходит под действием сил притяжения Земли, Солнца и планет. Силы тяготения Земли оказывают значительное влияние на движение АМС на расстояниях до миллиона километров от центра Земли. Сферу с радиусом миллион километров, окружающую Землю, условно называют сферой действия Земли. После выхода из сферы действия Земли на движение АМС влияет в основном сила тяготения Солнца, и она движется по тем же законам, как планеты солнечной системы.
Внутри сферы действия Земли АМС двигалась по кривой, близкой к гиперболе. Эта кривая расположена в плоскости, проходящей через центр Земли и неизменно ориентированной относительно звезд. Эта плоскость близка к плоскости, в которой двигался спутник. При удалении скорость АМС относительно Земли постепенно падала, АМС достигла границы сферы действия Земли 14 февраля в 23 часа московского времени и имела при этом скорость около 4 километров в секунду относительно Земли.
Скорость АМС относительно Солнца получается сложением вектора скорости Земли относительно Солнца и вектора скорости АМС относительно Земли. В момент выхода из сферы действия Земли скорость относительно Солнца была 27,7 километра в секунду.
После этого движение АМС, как и движение планет, происходит по эллиптической орбите с фокусом в центре Солнца. Эта орбита имеет:
максимальное расстояние от Солнца (расстояние в афелии) — 151 миллион километров;
минимальное расстояние от Солнца (расстояние в перигелии) — 106 миллионов километров;
наклонение к плоскости эклиптики (то есть к плоскости орбиты Земли) — 0,5 градуса.
Плоскости движения Земли, Венеры и АМС мало наклонены друг к другу.
Движение Земли и Венеры происходит по орбитам, весьма близким к круговым. Одновременные положения Земли, Венеры и АМС соединены прямыми. В начале движения вокруг Солнца ракета отстает от Земли. Незадолго до дня весеннего равноденствия Солнце, АМС и Земля будут примерно на одной прямой. Затем ракета обгонит Землю в угловом движении вокруг Солнца. Расстояние от Земли до АМС в: течение всего полета к Венере будет непрерывно возрастать и к моменту сближения составит 70 миллионов километров.
Угол между направлениями из центра Солнца на Землю в момент старта и на Венеру в момент сближения с нею составляет 120 градусов. Время движения АМС до сближения с Венерой составит немного более трех месяцев. Сближение с Венерой произойдет 19-20 мая 1961 года.
Венера, так же как и Земля, имеет сферу действия (радиусом 600 тысяч километров). Внутри этой сферы влияние Венеры на движение является преобладающим над влиянием Солнца. Движение относительно Венеры внутри ее сферы действия будет происходить по траектории, близкой к гиперболе, с фокусом в центре Венеры.
Расчет по полученным данным измерений орбиты показывает, что АМС зайдет глубоко в сферу действия Венеры. Минимальное расстояние АМС от Венеры при движении по той траектории, по которой она сейчас движется, должно быть меньше 100 тысяч километров при общем пройденном пути в 270 миллионов километров. Это свидетельствует о высокой точности вывода АМС на ее траекторию.
Если бы межпланетная станция была яркой точкой, то с Земли можно было бы наблюдать перемещение станции на фоне неподвижных звезд.
В начале движения перемещение станции относительно звезд было быстрым. При выходе из сферы действия Земли станция находилась в области небосвода, расположенной на границе созвездий Кита и Рыб, в центре треугольника, составленного звездами Бета Овна, Альфа Пегаса и Бета Кита. К этому времени угловые перемещения АМС по небосводу уже были очень медленными. На этом участке АМС движется относительно Земли примерно вдоль радиуса.
В дальнейшем движение АМС на небесной сфере похоже на движения планет. До начала апреля АМС будет находиться в созвездии Рыб, перемещаясь так называемым попятным движением. В начале апреля АМС начнет перемещаться на небесной сфере прямым движением. Точка, когда попятное движение переходит в прямое, носит название точки стояния. Прямое движение среди звезд будет продолжаться вплоть до сближения станции с Венерой, которое произойдет недалеко от звезды Эпсилон Рыб.
Венера в момент старта АМС находилась в созвездии Рыб, перемещаясь среди созвездий прямым движением. Прямое движение постепенно замедляется, и в конце марта наступит стояние Венеры. После стояния начнется попятное движение Венеры, которое продолжится до начала мая 1961 года, а затем сменится прямым движением. На этом участке прямого движения Венеры и произойдет сближение АМС с планетой.
Номера
точек на
рисунках
Дата
(ноль часов
всемирного
времени)
Расстояние
АМС
от Земли
(млн. км)
Расстояние
АМС
от Венеры
(млн. км)
Расстояние
АМС
от Солнца
(млн. км)
Прямое
восхождение
АМС
в часах (h) и
минутах (m)
Склонение
АМС
1
22 февраля
3,4
74
145
0h 27m
-1°,0
2
4 марта
6,9
60
142
0h 22m
-1°,5
3
14 марта
11
48
138
0h 16m
-2°,0
4
24 марта
15
36
134
0h 10m
-2°,25
5
3 апреля
21
27
129
0h 18m
-2°,25
6
13 апреля
28
19
124
0h 10m
-1°,25
7
23 апреля
37
13
119
0h 18m
0°,0
8
3 мая
47
7,5
115
0h 32m
2°,0
9
13 мая
59
3,1
111
0h 51m
4°,5
10
19-20 мая
70
меньше 0,1
109
1h 09m
6°,5
Выбор траектории
Чтобы осуществить полет к Венере, надо было выбрать траекторию полета, удовлетворяющую ряду условий. Если намечены дата старта ракеты и дата сближения АМС с Венерой, то орбита АМС в солнечной системе, вне сферы действия Земли, определяется однозначно. При этом АМС, выходя на сферу действия Земли, должна иметь скорость, вполне определенную как по величине, так и по направлению. Однако при неудачном выборе дат старта и сближения величина потребной скорости будет столь велика, что разгон АМС даже очень малого веса будет неосуществим с помощью самых мощных технически мыслимых ракет. Поэтому даты старта и сближения выбираются так, чтобы необходимая скорость выхода АМС из сферы действия Земли была бы возможно меньше. При этом величина скорости, которую ракета-носитель должна сообщить АМС на участке разгона, также будет минимальной.