Տրանս-լուսնային ներարկում
Տրանս-լուսնային ներարկում, շարժիչային մանևր է, որը կիրառվում է տիեզերանավը դեպի Լուսին ուղարկելու համար։ Սովորական լուսնային փոխանցման թռիչքները մոտարկում են Հոհմանի փոխանցմանը, թեև որոշ դեպքերում կիրառվել են նաև ցածր էներգիայով փոխանցումներ, ինչպես Հիտեն կայանի դեպքում[1]: Կարճատև առաքելությունների համար, երբ բացակայում են Երկիր–Լուսին համակարգից դուրս գտնվող աղբյուրներից նշանակալի խանգարումներ, արագ Հոհմանի փոխանցումը սովորաբար ավելի կիրառելի է։
Տրանս-լուսնային ներարկման մանևր սկսելու համար տիեզերանավը կատարում է լուսնային փոխանցումը Երկրի շուրջ գտնվող ցածր շրջանաձև կայանման ուղեծրից։ Տրանս-լուսնային ներարկման մեծ շարժիչի այրումը, որը սովորաբար իրականացվում է քիմիական հրթիռային շարժիչով, մեծացնում է տիեզերանավի արագությունը՝ փոխելով նրա ուղեծիրը՝ շրջանաձև ցածր մերձերկրյա ուղեծրից բարձր էքսցենտրիկ ուղեծիր։ Ներարկման երկրորդ փուլի ընթացքում տիեզերանավը պասիվ թռչում է դեպի Լուսին՝ միայն իր իմպուլսով և Երկրի ու Լուսնի գրավիտացիոն ազդեցությամբ, այս փուլն անվանում են տրանսլուսնային թռիչք[2]: Երբ տիեզերանավը սկսում է թռիչքը լուսնային փոխանցման աղեղով, նրա հետագիծը մոտարկվում է Երկրի շուրջ էլիպսաձև ուղեծրի, որի ապոգեն մոտ է Լուսնի ուղեծրի շառավիղին։ Տրանս-լուսնային ներարկման այրման չափը և ժամանակը ճշգրիտ հաշվարկվում են՝ թիրախավորելով Լուսինը, որը շարժվում է Երկրի շուրջ։ Այրման պահը ընտրվում է այնպես, որ տիեզերանավը հասնի ապոգեին այն պահին, երբ Լուսինը կմոտենա։ Վերջնական փուլում տիեզերանավը մտնում է Լուսնի ազդեցության ոլորտ, կատարելով լուսնային հիպերբոլիկ ճոճում։
Ազատ վերադարձ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Որոշ դեպքերում հնարավոր է տրանս-լուսնային ներարկումը նախագծել այնպես, որ այն թիրախավորի ազատ վերադարձի հետագիծ, որպեսզի տիեզերանավը օղակաձև թռչի Լուսնի հետնային մասի վրայով և վերադառնա Երկիր՝ առանց լրացուցիչ շարժիչային մանևրների[3]:
Այդպիսի ազատ վերադարձի հետագծերը ավելացնում են անվտանգության պաշարը մարդու տիեզերական թռիչքներում, քանի որ տիեզերանավը կվերադառնա Երկիր «անվճար»՝ միայն նախնական տրանս-լուսնային ներարկման այրումից հետո։ Ապոլոն 8, 10 և 11 առաքելությունները մեկնարկել են ազատ վերադարձի հետագծերով[4], իսկ ավելի ուշ առաքելություններում կիրառվել է նմանատիպ հիբրիդային հետագիծ, որտեղ անհրաժեշտ էր միջին հետագծի ուղղում՝ Լուսին հասնելու համար[5][6][7]:
Մոդելավորում
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Կտրած կոների մոտարկում
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Տրանս-լուսնային ներարկման թիրախավորումը և լուսնային փոխանցումները n մարմինների խնդրի հատուկ կիրառություն են, որոնք կարող են մոտարկվել տարբեր եղանակներով։ Լուսնային փոխանցման հետագծերը ուսումնասիրելու ամենապարզ եղանակը կտրած կոների մոտարկման մեթոդն է։ Ենթադրվում է, որ տիեզերանավը արագանում է միայն դասական երկու մարմինների դինամիկայով՝ մինչև հասնի Լուսնի ազդեցության ոլորտ։ Կտրած կոների համակարգում շարժումը դետերմինիստական է և հեշտ հաշվարկվող՝ թույլ տալով նախնական նախագծում և մոտավոր ուսումնասիրություններ։
Սահմանափակ շրջանաձև երեք մարմին
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Իրականում տիեզերանավը ենթարկվում է գրավիտացիոն ուժերի ազդեցության բազմաթիվ մարմինների կողմից։ Երկրի և Լուսնի գրավիտացիան գերակշռում է, և քանի որ տիեզերանավի զանգվածը աննշան է համեմատած նրանց հետ, հետագիծը ավելի լավ է մոտարկվում որպես սահմանափակ երեք մարմնի խնդիր։ Այս մոդելը ավելի ճշգրիտ է, սակայն չունի անալիտիկ լուծում,[8] և պահանջում է թվային հաշվարկներ[9]:
Լրացուցիչ ճշգրտություն
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Ավելի մանրամասն մոդելավորումը ներառում է Լուսնի իրական ուղեծրային շարժումը, այլ աստղագիտական մարմինների ձգողականությունը, Երկրի և Լուսնի գրավիտացիոն դաշտի ոչ համասեռությունը, արեգակնային ճառագայթների ճնշումը և այլն։ Տիեզերանավի շարժման հետագծումը նման մոդելում թվայնորեն բարդ է, սակայն անհրաժեշտ է առաքելության ճշգրիտ հաշվարկների համար։
Պատմություն
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Երկիր
Լուսին
Երկիր
Լուսին
Առաջին տիեզերական սարքը, որը փորձեց կատարել տրանս-լուսնային ներարկում, եղել է ԽՍՀՄ-ի Լունա 1-ը՝ 1959 թվականի հունվարի 2-ին, որը նախատեսված էր բախվելու Լուսնին։ Սակայն այրումը ճշգրիտ չանցավ, և տիեզերանավը անցավ Լուսնի մոտով՝ ավելի քան երեք անգամ նրա շառավղից մեծ հեռավորության վրա, և մտավ հելիոկենտրոն ուղեծիր[10]: Լունա 2-ը նույն մանևրը իրականացրեց ավելի ճշգրիտ՝ 1959 թվականի սեպտեմբերի 12-ին և երկու օր անց բախվեց Լուսնին[11]։ ԽՍՀՄ-ը այս մանևրների հաջող կիրառումը կրկնեց ևս 22 Լունա առաքելություններով և 5 Զոնդ առաքելություններով՝ 1959–1976 թվականներին[12]։
ԱՄՆ-ը մեկնարկեց իր առաջին լուսնային հարվածային առաքելության փորձը՝ Ռեյնջեր-3-ը, 1962 թվականի հունվարի 26-ին, որը չհասավ Լուսնին։ Դրան հաջորդեց առաջին ամերիկյան հաջողությունը՝ Ռեյնջեր-4-ը, 1962 թվականի ապրիլի 23-ին[13]: 1962–1973 թվականներին ԱՄՆ-ը իրականացրեց ևս 27 առաքելություն դեպի Լուսին, որոնց թվում էին հինգ հաջողված Սերվեյոր փափուկ վայրէջք կատարող սարքեր, հինգ Լունար օրբիտեր հետախուզական ուղեծրակայաններ[14], և ինը Ապոլոն առաքելություններ, որոնց արդյունքում առաջին մարդիկ իջան Լուսնի վրա։
Ապոլոն լուսնային առաքելությունների համար տրանս-լուսնային ներարկումը իրականացվում էր Սատուրն V հրթիռի երրորդ աստիճանի վերագործարկվող շարժիչով։ Այս կոնկրետ տրանս-լուսնային ներարկման այրումը տևում էր մոտ 350 վայրկյան, ապահովելով 3,05-ից 3,25 կմ/վ արագության փոփոխություն, որից հետո տիեզերանավը շարժվում էր մոտ 10,4 կմ/վ հարաբերական արագությամբ Երկրի նկատմամբ[15]: Ապոլոն 8-ի տրանս-լուսնային ներարկումը դիտվել է Հավայան կղզիներից, լուսանկարվել և լուսաբանվել է հաջորդ օրը թերթերում[16]: 1969 տվականին Ապոլոն 10-ի տրանս-լուսնային ներարկումն դիտարկվել է Ավստրալիայի Քվինսլենդ նահանգում[17]: Այն նկարագրվել է որպես մեքենայի լուսարձակների լույս մառախուղում տեսանելի բլուրի հետևից, տիեզերանավը երևում էր որպես պայծառ աստղակերպ՝ կանաչավուն երանգով[17]:
1990 թվականին Ճապոնիան արձակեց իր առաջին լուսնային առաքելությունը՝ օգտագործելով Հիտեն արբանյակը՝ Լուսնի կողքով թռչելու և Հագորոմո միկրոարբանյակը լուսնային ուղեծիր տեղադրելու համար։ Այս առաքելության մեջ կիրառվեց նոր ցածր դելտա-v-ով տրանս-լուսնային ներարկում՝ 6 ամսվա փոխանցման ժամանակով (համեմատած Ապոլոնների 3 օրվա հետ)[18][14]:
1994 թվականին ԱՄՆ-ի Կլեմենտին տիեզերանավը, որը նախագծված էր փոքր զանգվածի տեխնոլոգիաների ցուցադության համար, կիրառեց 3 շաբաթ տևող տրանս-լուսնային ներարկում՝ Երկրի երկու միջանկյալ մերձանցումներով, նախքան լուսնային ուղեծիր մուտք գործելը[18][14]:
1997 թվականին Ասիասատ-3-ը դարձավ առաջին առևտրային արբանյակը, որը հասավ Լուսնի ազդեցության ոլորտին, երբ՝ հրթիռի խափանման հետևանքով, այն երկու անգամ մերձանցեց Լուսնի հետ իր պահանջվող գեոհաստատուն ուղեծիր հասնելու համար։ Այն անցավ Լուսնի մակերևույթից 6200 կմ հեռավորությամբ[18][14]:
2003 թվականին ԵՏԳ-ի SMART-1 տեխնոլոգիական ցուցադրիչ արբանյակը դարձավ առաջին եվրոպական արբանյակը, որը մտավ Լուսնի ուղեծիր։ Այն մեկնարկեց գեոանցումային ուղեծիր, որտեղ օգտագործեց արևային էներգիայով իոնային շարժիչներ։ Իր չափազանց ցածր դելտա-v տրանս-լուսնային ներարկում մանևրի արդյունքում տիեզերանավը ավելի քան 13 ամիս ծախսեց՝ հասնելու լուսնային ուղեծիր և 17 ամիս՝ իր վերջնական ուղեծիր հասնելու համար[14]:
Չինաստանը մեկնարկեց իր առաջին լուսնային առաքելությունը 2007 թվականին, տեղադրելով Չանյե 1 տիեզերանավը լուսնային ուղեծրում։ Այն կիրառեց բազմակի այրումներ՝ աստիճանաբար բարձրացնելու համար ապոգեն՝ հասնելու Լուսնի շրջակայք[14]:
Հնդկաստանը 2008 թվականին արձակեց Չանդրայան-1-ը գեոանցումային ուղեծիր և, ինչպես չինական տիեզերանավը, մի քանի այրմամբ այն հասցրեց Լուսնի ուղեծիր[14]:
Բերեշիտ փափուկ վայրէջք կատարող Իսրայելի Տիեզերական Արդյունաբերություններ կազմակերպության կայանը, 2019 թվականին կիրառեց այս մանևրը, սակայն բախվեց Լուսնին։
2011 թվականին ՆԱՍԱ-ի GRAIL կայանը կիրառեցին ցածր դելտա-v հետագիծ դեպի Լուսին՝ անցնելով Արեգակ–Երկիր L1 կետով և ծախսելով ավելի քան 3 ամիս[14]:
Տես նաև
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Ծանոթագրություններ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]- ↑ «Hiten». NASA.
- ↑ «Apollo 11 Lunar Landing Mission: Press Kit (Release No: 69–83K)». National Aeronautic and Space Administration. 1969 թ․ հուլիսի 6. էջ 33.
- ↑ Schwaninger, Arthur J. (1963). Trajectories in the Earth-Moon Space with Symmetrical Free Return Properties (PDF). Technical Note D-1833. Huntsville, Alabama: NASA / Marshall Space Flight Center.
- ↑ Mansfield, Cheryl L. (2017 թ․ մայիսի 18). «Apollo 10». NASA.
- ↑ «APOLLO 12». history.nasa.gov.
- ↑ Ways to the Moon (PDF) (Report). էջ 93.
- ↑ «Launch Windows Essay». history.nasa.gov.
- ↑ Անրի Պուանկարե, Les Méthodes Nouvelles de Mécanique Céleste, Paris, Gauthier-Villars et fils, 1892-99.
- ↑ Վիկտոր Սեբեհեյ, Theory of Orbits, The Restricted Problem of Three Bodies, Yale University, Academic Press, 1967.
- ↑ «Luna 01». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2020 թ․ սեպտեմբերի 5-ին. Վերցված է 2019 թ․ հունիսի 10-ին.
- ↑ «NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details». nssdc.gsfc.nasa.gov.
- ↑ «Soviet Missions to the Moon». nssdc.gsfc.nasa.gov.
- ↑ «Ranger 4». NASA. 2017 թ․ դեկտեմբերի 21.
- ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 14,6 14,7 «Beyond Earth» (PDF). NASA.
- ↑ «Apollo By the Numbers». NASA. Արխիվացված է օրիգինալից 2004 թ․ նոյեմբերի 18-ին.
- ↑ «Independent Star News, Sunday, December 22, 1968». 1968 թ․ դեկտեմբերի 22. "The TLI firing was begun at PST while the craft was over Hawaii and it was reported there that the burn was visible from the ground."
- ↑ 17,0 17,1 French, Francis; Colin Burgess (2007). In the Shadow of the Moon. University of Nebraska Press. էջ 372. ISBN 978-0-8032-1128-5.
- ↑ 18,0 18,1 18,2 Alexander M. Jablonski; Kelly A. Ogden (2008 թ․ ապրիլ). «Technical Requirements for Lunar Structures». Journal of Aerospace Engineering.
Արտաքին հղումներ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]- Տրանսպլանետար տրանսֆերներ (Braeunig.us Space)
- Ապոլոն տիեզերանավի տվյալներ (Mark Wade's Encyclopedia Astronautica)