2 / 11
Р.А. Дякин, О.С. Швыркина
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 4·2016
Один из способов решения этой задачи —
использование
гравитационных маневров от других планет
, как было в случае с
зондом Voyager [1]. Гравитационные, или на профессиональном языке
пертурбационные, маневры практически не требуют расхода топлива.
Все, что нужно — это наличие вблизи трассы полета небесного тела,
обладающего достаточно сильной гравитацией и подходящим для
достижения целей миссии положением. Аппарат, ускорившись
гравитацией планеты, ею же и тормозится после сближения с небесным
телом, никакого ускорения при этом не будет и скорость КА
относительно планеты не изменится по модулю, но сменит свое
направление. В результате при переходе в гелиоцентрическую систему
отсчета скорость изменяется не только по направлению, но и по
значению, так как к скорости аппарата относительно планеты
полностью или частично добавляется скорость планеты относительно
Солнца. Таким образом, можно без затрат топлива изменить кинети-
ческую энергию межпланетной станции. Чем больше масса планеты,
относительно которой совершается маневр, тем больше приращение
ускорения.
Другим решением является
поиск двигателей новых видов
. На
данный момент известны следующие виды двигателей для
межзвездного перелета:
•
электроракетные
. По сравнению с жидкотопливными ракета-
ми имеют малую тягу, однако способны работать длительное время и
осуществлять медленные перелеты на большие расстояния. При ис-
пользовании ядерных источников энергии пригодны для полетов к
внешним планетам Солнечной системы, но недостаточно мощные
для межзвездного перелета;
•
термические ядерные
. Имеют достаточно большую тягу, но низ-
кую скорость истечения рабочей массы (около 10 км/с), поэтому для
разгона до нужной скорости потребуется огромное количество топлива;
•
использующие давление электромагнитных волн (Солнечный
парус)
. Перспективный и реалистичный на сегодня вид звездолета.
Его главное преимущество — отсутствие топлива на борту, недоста-
ток — зависимость ускорения от расстояния до Солнца;
•
ионные
(вид электрического двигателя). Достоинства — малый
расход топлива и продолжительное время функционирования, недо-
статки — небольшая тяга, сложные схема и конструкция, использо-
вание повышенных напряжений.
В данной работе рассмотрена баллистическая часть проекта
запуска КА на 300 а. е. в направлении созвездия Геркулеса для
изучения межзвездного пространства и анализа влияния его на
магнитосферу Земли. Основная цель исследования заключается в
поиске решения задачи с минимальным временем перелета.