Файл: Пекер Ж.К. Экспериментальная астрономия.pdf

торые могли бы реально существовать, помогающие опи­ сать свойства объектов, моделями которых они являются . Эти модели представляются числовыми таблицами и абстрагированы от действительности: модель имеет го­

предполагаемые значения эффективной температуры, си­ лы тяжести, химический состав звезды или других опи­ сываемых объектов) . Вследствие упомянутой выше неоп­ ределенности выбор таких параметров не будет един­ ственным.

Затем астроном, подобно химику, экспериментирую­

рактеристики и сравнивает их с полученными в резуль­ тате измерений. Иногда, благодаря терпеливому моде­ лированию и высокому искусству, он быстро приходит к удовлетворительной модели. Иногда ж е , напротив, за­

щую. Так или иначе он получит удовлетворительное опи­ сание звезды или другого исследуемого объекта. Впро­

можность найти единственную удовлетворительную мо­ дель в этом случае доказывается экспериментом: единст­ венный выход из этого положения — отбросить сущест­ вующую теорию и поискать лучшую!

Впрочем, могут ли физики экспериментировать с ос­ новными объектами, которые они изучают? Не является

няем ли мы величины фундаментальных постоянных все­ ленной? Изменяем ли мы законы притяжения внутри атома? Как и астрономы, физики проводят эксперименты,

«пересечения» астрономии и космических исследований пока еще мала, но она неуклонно растет.

Разумеется, мы начнем с разговора о прогрессе, свя­ занном с тем фактом, что у нас теперь имеется возмож­ ность проводить эксперименты с искусственными небес­ ными телами: спутниками, метеорами, кометами, и за­ тем перейдем к анализу законов их движения и строения верхней атмосферы Земли .

ГЛ А ВА II

ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ КАК НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА,

ИЛИ В В Е Д Е Н И Е В «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНУЮ НЕБЕСНУЮ МЕХАНИКУ»

Б ы ло бы бесполезно перечислять все космические и орбитальные аппараты, запущенные начиная с 4 октября 1957 г. — даты выведения на орбиту первого советского спутника. В табл. 1 и 2 (в конце книги) перечислены

личества спутников, выведенных па орбиты США, СССР и Францией соответственно.

лишь основные запуски, представляющие интерес для астрономии, а на рис. I изображен рост общего числа запусков, из которого выделены удачные. Мы не будем касаться других технических подробностей, кроме при­ веденных в этих таблицах и на рисунке. В последующем

обсерваториях и с помощью радиотелескопов, теодоли­ тов, широкоугольных фотокамер и т. д. следить за его движением по траектории. Если спутник не излучает сигналов или излучает только непрерывный сигнал неиз­

вующих на спутник, можно получить, только изучая его движение. Мы будем применять небесную механику к объектам, запущенным человеком с обдуманной целью;

Из сил, действующих на спутник, укажем, прежде всего, гравитационные силы; среди них в первую очередь следует выделить силу притяжения Земли, поскольку она является преобладающей среди других гравитационных сил, влияющих на движение искусственного спутника Земли. Силы притяжения других тел и негравнтационные силы лишь возмущают движение спутника в поле тяготения Земли.

1. Зчікон всемирного тяготения

Если предположить, что возмущения отсутствуют и масса Земли сосредоточена в одной точке (ниже мы увидим, в каких пределах это предположение справедли­ во), то орбитой спутника будет эллипс с одним из фо­ кусов в этой точке; эллипс неподвижен в пространстве и его плоскость пересекает небесную сферу по большому кругу.

Движение спутника по этой орбите описывается зако­ нами Кеплера. Следует учесть, что семейство возможных траекторий весьма ограничено, поскольку перигей (точ­ ка орбиты, ближайшая к Земле, которая здесь считается