ҒА баллистикасы мен Кеплер заңдары

1 - дәріс.  ҒА баллистикасы мен Кеплер заңдары

Ғарыштық балличтика — әртүрлі жасанды серіктердің ғарыш кеңістігінде қозғалысы туралы ғылым.  

Ғарышта қозғалыс ерекшелігімен шартталған және ғарыштық баллистика шегінде шешілетін, жасанды обьектілердің маңызды мәселелерін атап өтейік:

1. Үлкен аспан денесінің маңында, ғарыш аппаратының қозғалысын есептеу. Аспан денесін материалық нүкте деп санауға болмаған кезде, үлкен аспан денесі бетінен (планетаның) жақын арақашықтықтағы ҒА-ның қозғалысын қарастырылады. Бұл жағдайда траекторияны есептеген кезде аспан денесі пішінінің симместриялы емес екендігін ескеру керек. Осылай, мысалы, Жер ортасынан 40 мың километр қашықтықта қозғалып бара жатқан, жер серіктер үшін, Жер пішінінің сфералық еместігін елемеу, Күн және Айдың әсерінен елемеуі кезіндегі қатеге қарағанда үлкен қатеге әкеледі.

2. Ғарыштық аппараттардың тұтқыр ортада қозғалысын есептеу. Жер серігі планетаның қасында жүргенде, оның атмосферасы айтарлықтай ингибирлiк әсерге ие болуы және аппараттың траекториясын айтарлықтай өзгертуге әкелуі мүмкін. Сондықтан ғаламшардың маңында спутниктің траекториясын жасау кезінде есептеулердегі қателерді болдырмау үшін атмосфераның қасиеттерін білу қажет.

3. Ғарыштық маневрларды қолдану. Ғарыш аппараттарының траекториясын өзгертудің негізгі жолы - зымыран қозғалтқышын қосу (импульс), бұл аппараттың траекториясының параметрлерін түбегейлі өзгертеді. Импульстік әсердің арқасында аппараттың бастапқы траекториядан екіншісіне өтуі ғарыштық маневр деп аталады.

4. Айнымалы массасы бар аппараттың қозғалысын есептеу. Жерсерік қозғалысы кезінде қозғалтқыштарды пайдалану оның массасының төмендеуіне әкеледі, бұл қозғалыс траекториясын есептеу кезінде ескерілуі керек.

5. Использование двигателей с малой тягой. При движении аппарата могут использоваться не только импульсные воздействия мощных двигателей, но и двигатели небольшой мощности, работающие в течение длительного времени, в том числе с использованием альтернативных видов топлива.

6. Учёт других факторов. К прочим факторам, оказывающим влияние на движение космического аппарата, относятся: движение атмосферы, собственное вращение аппарата относительно своего барицентра, влияние магнитного поля планеты, солнечной радиации и др.

В рамках космической баллистики выделяют два направления: фундаментальную космическую баллистику, которая занимается вопросами, связанными с теорией полета искусственных небесных тел, и прикладную космическую баллистику, которая рассматривает вопросы практического построения управляемых космических аппаратов, занимается расчетами траектории их движения, осуществляет подбор требуемых характеристик и др.

Часто в космической баллистике в качестве отдельного направления выделяется космическая навигация — наука об управлении движением космических аппаратов. Иногда, впрочем, термин «космическая навигация» рассматривается в более узком смысле как задача об определении положения и скорости движения искусственного спутника по результатам обработки измерительной информации.