Рассмотрим размеры и расположение орбит МКС и КС Тяньгун.
Орбита МКС характеризуется следующими данными:
Апогей 418 км
Наклонение 51,63°
Средняя высота орбиты 407,3 км
Китайская КС Тяньгун имеет следующие орбитальные параметры
Перигей 381,8 км
Апогей 394,0 км
Наклонение 41,5°
Как видим, орбиты отличаются как по геометрическим параметрам, так и по наклонению. Поэтому при перелете от МКС к КС Тяньгун необходимо решить две задачи – перейти на орбиту с геометрическими параметрами Китайской КС, а также совершить поворот исходной плоскости орбиты.
Примем для простоты, что обе орбиты круговые, это не внесет большой ошибки в расчеты, т.к. они на самом деле почти круговые: орбита МКС имеет среднюю высоту 407,3 км , а орбита КС Тяньгун – 388 км . Чтобы перейти с одной круговой орбиты на другую круговую, необходимо совершить двух импульсный маневр, который требует следующего значения характеристической скорости (ХС):
где μ=398600 км3/сек2 - гравитационная константа Земли, а Ra и Rp – соответственно равны радиус орбиты МКС и орбиты КС Тяньгун.
Затраты ХС на поворот плоскости орбиты вычисляются по следующей формуле:
Подставляя исходные данные в расчетные формулы, найдем: для перелета с орбиты МКС на орбиту КС Тяньгун требуется иметь на борту КК Орел запас ХС, равный 1.378 км/с, что равносильно запасу топлива в безразмерном виде 0.359.
Будет ли располагать таким запасом топлива КК Орел к моменту эксплуатации нам не известно, т.к. к настоящему времени он находится в проекте.
Нам известно, что он разрабатывается в двух вариантах – для полетов к МКС и для полетов к Луне. В варианте для МКС его стартовая масса 16.5 т. Следовательно, для перелета к КС Тяньгун ему потребуется 5.75 т топлива, что вряд ли возможно, т.к. на спускаемый аппарат, двигательную установку и оборудование в этом случае останется около 10 т массы.
Таким образом, мы должны сделать вывод, что перелет КК Орел от МКС к КС Тяньгун скорее всего не возможен.
Особенно если учесть, что требуется решить не только вопрос перелета туда, но также и вопрос возврата, требующего практически таких же затрат топлива, а посадка спускаемого аппарата КК Орел с орбиты КС Тяньгун невозможна, т.к. она над территорией России не проходит.
Одним из приемлемых решений задачи было бы применение специализированного буксира, который мог бы осуществить необходимые транспортные операции. Другой вариант - доведение располагаемой ХС КК Орел до значения порядка 1.4 км/с для полета на КС Тяньгун и дозаправка КК Орел топливом после стыковки с КС Тяньгун для возврата на МКС.
Как Вам такие идеи, уважаемый читатель!