В недавней своей статье я выразил восхищение американской программой исследования дальнего космоса "Вояджер", начавшейся с запуска двух зондов в 1977 году и продолжающейся до сих пор.
Представляете? Когда она вышла на стадию запуска с космодрома, мне было 15 лет. А сейчас немало моих сверстников уже умерли по возрастным причинам. Но космические зонды из 70-х продолжают исправно работать, контролируемые сильно стареющей командой своих создателей.
Одной из главных целей миссии был пролёт мимо Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Учитывая колоссальное расстояние между планетами и ограниченный запас топлива возникла проблема: осуществить коррекцию траектории зондов во время полёта только с использованием собственных двигателей было невозможно.
Выходом из положения стал так называемый гравитационный маневр, когда требуемое изменение траектории полёта достигалось сближением на определённую дистанцию с очередной планетой. Путём ньютоновских расчётов выбирались пространственные параметры системы планета-зонд и прогнозировалось новое направление движения. Очевидным достоинством такого маневра являлась экономия топлива. Согласитесь, в условиях отсутствия промежуточных заправок подобная экономия становилась решающим фактором для успеха всей программы обоих "Вояджеров", первого и второго.
Схему полёта "Вояджеров-1 и -2" можно посмотреть на рисунке:
Ещё раз повторю: - Меня не перестаёт поражать мастерство учёных, выполнивших комплексные расчёты взаимодействия всех объектов солнечной системы в зоне нахождения космических аппаратов, и не допустивших нигде существенной ошибки. Невероятно!
Однако, в этой теме есть и другой аспект. Не все знают, что первопроходцами в теории гравитационного маневра были русские учёные Ю.В.Кондратюк и Ф.А.Цандер, которые ещё в 1920-х годах разработали принципы изменения направления и скорости космического аппарата при облёте планет. На последнее обстоятельство обращу ваше особое внимание. Гравитационный манёвр позволяет добиться существенного увеличения скорости полёта, что является критически важным при дальних перелётах.
Имея национальный теоретический базис, советские инженеры впервые в мире успешно использовали такой манёвр в 1959 году при полёте автоматической межпланетной станции "Луна-3".
Напомню, что в ходе этой миссии советская станция впервые облетела Луну с обратной стороны и сделала снимки поверхности нашего спутника, немедленно ставшие мировой сенсацией. Оказалось, что поверхность обратной стороны Луны сильно отличается от того, что люди видели тысячелетиями на небе.
Гравитационный манёвр предназначался для того, чтобы обеспечить обратный пролёт "Луны-3" над Северным полушарием. В момент наибольшего сближения с Землёй удалось передать сделанные аппаратурой фотоснимки на советские наблюдательные станции с приемлемым качеством.
Траекторию "Луны-3" с гравитационным манёвром можно посмотреть на рисунке:
Впоследствии технология гравитационного маневра стала использоваться в качестве базовой при планировании всех межпланетных маршрутов.
Когда рассуждают о возможной экспедиции человечества к ближайшим звёздам, то в качестве разгонного средства непременно рассматривают варианты двух-трёх этапного ускорения за счёт планет солнечной системы.
Мы в России можем гордиться огромным вкладом русских учёных в основы космического движения.