Орбіти штучних космічних об'єктів
 
а б в г д е 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
 

Орбіти штучних космічних об'єктів

Орбіти штучних космічних об'єктів , траєкторії руху космічних апаратів (КА). Відрізняються від орбіт небесних тіл єств. походження головним чином наявністю активних ділянок, на яких КА рухається з включеним реактивним двигуном. Часто, проте, під О. і. до. о. розуміють лише ділянки пасивного (з вимкненим двигуном) польоту. Орбіти КА вивчаються в астродинаміці .

  По характеру рухи КА поблизу досліджуваного небесного тіла розрізняють орбіти прольоту, супутникові орбіти, орбіти посадки (жорсткою і м'якою). По орбіті прольоту КА рухається з гіперболічною швидкістю відносно досліджуваного небесного тіла і після зближення з цим тілом покидає його околицю (див. Космічні швидкості ). Корекція орбіти прольоту реактивними імпульсами виробляється зазвичай до моменту зближення, на ділянці ж зближення корекція, як правило, не виробляється, і КА здійснює пасивний політ. Супутникові орбіти КА характеризуються еліптичними швидкостями руху відносно досліджуваного небесного тіла. Для виводу КА на супутникову навколомісячну або навколопланетну орбіту необхідно зменшити швидкість КА при зближенні з небесним тілом до еліптичною, що досягається реактивним гальмуванням КА. Для жорсткої посадки КА на поверхню небесного тіла характерна велика відносна швидкість КА у момент зіткнення з поверхнею небесного тіла. В результаті жорсткої посадки КА, як правило, руйнується. Орбіти жорсткою посади є окремими випадками орбіт прольоту або супутникових орбіт, коли частина орбіти проходіт під поверхнею небесного тіла і зіткнення з цією поверхнею припиняє рух КА. М'якою посадкою називається така, при якій відносна швидкість КА у момент контакту з поверхнею небесного тіла не досягає значень, що приводять до руйнування КА. М'яка посадка забезпечується гальмівною реактивною тягою на ділянці спуску КА або парашутною системою, якщо небесне тіло має досить щільну атмосферу.

  Орбіти КА вибираються і розраховуються заздалегідь, відповідно до завдань, які вирішуються при запуску КА. При виборі орбіт КА велику роль грають питання економної витрати пального і збільшення корисної ваги КА, тому прагнуть максимальним чином використовувати силу тяжіння досліджуваного тіла для зміни траєкторії в потрібному напрямі. Прикладом такого роду є політ автоматичної міжпланетної станції (АМС), виведеної на орбіту 4 жовтня 1959 третьою радянською космічною ракетою. У момент зближення з Луной АМС прошла на відстані 6500 км. від поверхні Луни і сфотографувала її зворотну сторону; під дією тяжіння Луни її траєкторія зігнулася і АМС повернулася до Землі з боку Північної півкулі. Пройдя на відстані 4700 км. від поверхні Землі, АМС передала знімки на Землю.

  Оскільки КА мають малі розміри і маси, то на їх орбіти поряд з силами тяжіння помітно впливають опір атмосфери (Землі або планет) і світловий тиск, які практично не впливають на рух природних небесних тіл. В русі штучних супутників Землі (ІСЗ) найбільш помітні обурення від опору атмосфери і від стискування Землі. Під дією опору атмосфери орбіта поступово зменшується в розмірах — відбувається вікове зменшення велика піввісь і ексцентриситет таким чином, що висота перигея орбіти зменшується у багато разів повільніше, ніж висота апогею. Наслідком зменшення розмірів орбіти є зменшення періоду звернення ІСЗ(штучний супутник Землі) довкола Землі і прискорення видимого руху ІСЗ(штучний супутник Землі). Ці зміни орбіти відбуваються тим швидше, чим ближче орбіта до поверхні Землі. При висоті кругової орбіти порядка 150—160 км. і нижче за зміну настільки швидкі, що ІСЗ(штучний супутник Землі) не встигає зробити повного звороту і падає на Землю. Стискування Землі викликає два основні ефекти в русі ІСЗ(штучний супутник Землі): обертання плоскість орбіти ІСЗ(штучний супутник Землі) довкола осі Землі, що відбувається в напрямі, зворотному руху ІСЗ(штучний супутник Землі) (позадній рух лінії вузлів орбіти), і обертання самої орбіти в її плоскості (рух лінії апсид). Швидкість руху лінії вузлів дорівнює нулю, якщо плоскість орбіти перпендикулярна до плоскості земного екватора. Напрям руху лінії апсид залежить від нахилу орбіти до плоскості екватора і збігається з напрямом руху ІСЗ(штучний супутник Землі) в орбіті, якщо нахил орбіти i < 63°26''; якщо нахил більше цього значення, то лінія апсид рухається в напрямі, зворотному напряму орбітального руху супутника.

  Вибрана (розрахункова) орбіта КА, із-за неминучих відхилень режиму роботи двигунів від розрахункового при запуску і корекціях, реалізується не цілком точно. Орбіта безперервно змінюється під впливом обурюючих сил. Тому виникає завдання виміру видимого руху КА і визначення параметрів (елементів) реальної орбіти за результатами цих вимірів. Найбільш поширені радіотехнічні методи спостережень, що дозволяють визначати відстані КА і його радіальні швидкості. Рух близьких до Землі КА (ІСЗ, місячні зонди) вимірюється також за результатами спостережень, що дозволяють визначати кутові координати КА (звичайно пряме сходження і відміну або азимут і висоту), а також за допомогою лазерних далекомірів. Уточнені значення параметрів (елементів) орбіти використовуються для розрахунку імпульсів коректувань і для прогнозу руху КА (обчислення ефемериди) при подальших спостереженнях КА.

  Літ.: Льовантовський Ст І., Механіка космічного польоту в елементарному викладі, М., 1970; Ельясберг П. Е., Введення в теорію польоту штучних супутників Землі, М., 1965; Еськобал П. Р., Методи визначення орбіт, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1970.

  Ю. Ст Батраків.