Файл: Авдеев, Ю. Ф. Преддверие сказочного мира. (Космос, баллистика, человек).pdf

жения ядра она будет удаляться от Солнца. Когда же Солнце расположено между Землей и центром Галактики, то Земля, наоборот, будет приближаться к Солнцу. Это обстоятельство,

вчастности, не вызывает постоянного ухода Земли от Солнца,

априводит к некоторым периодическим колебаниям, которые, конечно, очень малы по сравнению с расстоянием Земля — Солнце и не могут быть замечены астрономами. Если пред­ положить, что космический аппарат и Солнце движутся на па­ раллельных курсах перпендикулярно направлению на ядро Га­ лактики, то через один год полета за счет влияния притяжения Галактики они сблизятся (или разойдутся) на величину, рав­

ную всего две сотых доли миллиметра.

Вот только по этим причинам баллистики в своих расчетах не учитывают влияние притяжения ядра Галактики. Конечно, если в будущем кто-либо станет осуществлять полет к внесолнечным системам, то здесь уж наверняка придется учитывать не только притяжение ядра Галактики, но и некоторых отдель­ ных близлежащих звезд.

А теперь вернемся из необозримых галактических далей к нашей Солнечной системе.

Солнечная система представляет собой группу небесных тел, состоящую из центрального тела — Солнца и большого числа меньших тел, вращающихся вокруг него. Масса Солн­ ца составляет около 99,2% массы всей Солнечной системы. Все вещество Солнечной системы можно условно разделить на сле­ дующие основные группы:

—планеты и их спутники;

—малые планеты (астероиды);

—кометы;

—метеорные тела;

—межпланетный газ.

Солнце имеет 9 больших спутников-планет. С точки зрения планетных орбит Солнечную систему можно разделить на внутреннюю, включающую Меркурий, Венеру, Землю, Марс, и внешнюю, состоящую из Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона. Орбиты внутренних и внешних планет Солнечной си­ стемы схематично изображены на рис. 10.

Основным фактором, определяющим движение планет, ас­ тероидов, комет и метеорных тел, является мощное гравита­ ционное поле Солнца.

В Солнечную систему входят также более 1600 зарегистри­ рованных астрономами астероидов, 31 спутник планет и боль­ шое число комет и метеорных тел. Разреженный межпланетный газ, состоящий в основном из ионизированного водорода, ге-

32

Р и с. ІО. Орбиты внутренних (а) и внешних (б) планет Солнечной системы:

1 — Меркурий; 2 — Венера; 3 — Земля; 4 — Марс; 5 — Юпитер; 6 — Сатурн; 7 — Уран; 8 — Нептун; 9 — Плутон; і- — направление на точку весеннего равноденствия.

лия и электронов, распределен по всей Солнечной системе. Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 млн. км. Самолету, летящему со скоростью звука (1200 км/час), потре­ бовалось бы на полет к Солнцу и обратно 28 лет. Ракета, ле­ тящая со скоростью 8 км/сек, проделала бы такой рейс за 14 месяцев.

Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со средней скоростью 29,76 км/сек. Орбита Земли близка к кру­

Подобно тому, как путник, шагающий по дороге, отсчиты­ вает свое положение относительно местных предметов, точно так же в небесной механике вводятся различные системы ко­ ординат, определяющие положение небесных тел в простран­ стве. В частности, при расчете орбит полета космических ап­ паратов базой для образования таких систем координат слу­ жат различные линии и плоскости, образующиеся при рас­ смотрении собственного вращения Земли и движения ее вокруг Солнца. Если наблюдать из центра Земли за видимым движе­ нием Солнца среди звезд, то в течение года оно опишет на не­ бесной сфере некоторую замкнутую кривую, которую астроно­ мы называют эклиптикой. Плоскость, положенная на эту кри­ вую, называется плоскостью эклиптики. Очевидно, что центры Земли и Солнца всегда скользят по плоскости эклиптики.

Та точка небесной сферы, куда направлен северный конец оси вращения Земли, называется северным полюсом мира. Как известно, северный полюс мира лежит у «хвостика» созвездия Большой Медведицы. Проведем теперь воображаемую плос­ кость через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Эта плоскость, пересекаясь с поверхностью Земли, даст нам экватор Земли, а пересекаясь с воображаемой небесной сфе­ рой — небесный экватор. Точки пересечения небесного эквато­ ра с эклиптикой носят в небесной механике название точек ве­ сеннего и осеннего равноденствия (рис. 11). В точке весеннего

равноденствия Солнце пересекает небесный экватор, переходя из южного полушария небесной сферы в северное. В точке

34

имеет период 18,6 года и называется нутацией земной оси. Нутация есть следствие действия притяжения Луны на земной сфероид. Знание прецессии и нутации баллистикам необходи­ мо, чтобы точно определить положение летящего космического аппарата или планет относительно поверхности Земли.

Ближайшим небесным соседом и верным спутником Земли

симальное — 405500 км. Средняя скорость по орбите вокруг Земли равна 1,02 км/сек.

Притяжение Солнца и в меньшей степени планет, а также сжатие Земли вызывают в движении Луны довольно значи­ тельные возмущения, или, как их еще называют, неравенства. Они проявляются в непрерывном изменении лунной орбиты. Неравенства движения Луны приводят к значительному ус­ ложнению расчета ее координат на небесной сфере. Геоцент­ рическое положение Луны, т. е. координаты Луны на фоне звездного неба относительно центра Земли, дается в астроно­ мических ежегодниках. Для приближенного определения этих координат можно также использовать астрономические ка­ лендари, выпускаемые на каждый текущий год.

Зная закон всемирного тяготения, сейчас мы можем решить следующую задачу:

Ч то с и л ь н е е п р и т я г и в а е т Л у н у — З е м л я и л и

С о л н ц е ?

На первый взгляд кажется, что поскольку Луна вращает­ ся вокруг Земли, то Земля должна сильнее притягивать к себе Луну, чем Солнце. Давайте проверим это, воспользовавшись формулой (2). С помощью этой формулы вычислим значения ускорений Луны в направлении к Земле и к Солнцу. Большим ускорениям будут соответствовать большие силы притяжения. Среднее расстояние от Земли до Луны — 384 000 км, от Солн­ ца до Луны — 150 млн. км, гравитационный параметр Земли

(табл. 1) Ь0 = 3,986ІО5км3/сек2, Солнца Ьо= 1,325• 1011 км3/сек2.

По формуле (2) получаем величину ускорения Луны к Зем­ ле — 2,7 мм/сек2 и к Солнцу — 10,6 мм/сек2. Неправда ли, очень странный вывод: Солнце притягивает к себе Луну при­ мерно в 4 раза сильнее, чем Земля! У вас сразу же возникнет вопрос — почему же тогда Луна не «падает» на Солнце, а продолжает как ни в чем не бывало устойчиво вращаться во­ круг Земли? Можно с уверенностью сказать, что точно также она будет вращаться и завтра, и через неделю, месяц, год и много-много тысячелетий. А ларчик открывается просто: при

36