Большинство людей высказывает искреннее недоумение по поводу того, что АМС «Юнона» 27 августа 2016 года во время манёвра вокруг Юпитера разогналась ни больше, ни меньше, чем до скорости 265 540 км/ч! Это (вдумайтесь только!) 0,02% скорости света! НАСА позже даже заявило, что это была самая высокая скорость, когда-либо достигнутая продуктом инженерной мысли человека! Так что, это правда что ли? (С расстроенным выражением лица спрашивают меня иногда патриоты и им сочувствующие)
На самом деле этот вопрос сложнее, чем кажется. Давайте сегодня поговорим об этом очень чувствительном для жителей средней полосы и всего остального человечества казусе. (Будет много чисел).
Понимание скоростей космических аппаратов (КА) – дело непростое. И часто является источником непонимания общественности по двум основным причинам: некоторые люди просто не в курсе, что существуют разные системы отсчёта и разные по типу орбиты.
Знаменитый Галилео Галилей был первым человеком на Земле, который понял, что скорости зависят от выбранной системы отсчёта. И в случае с космическими аппаратами обычно используются три такие системы.
Первая – гелиоцентрическая. При её использовании измеряются векторы скорости относительно Солнца. Вторая – планетоцентрическая. В этом случае измеряется скорость относительно планеты назначения. В случае с «Юноной» это Юпитер. Ну и наконец, есть геоцентрическая система. То есть скорость в данном случае измеряется относительно Земли. Эта система отсчёта, по всей видимости, является самой бесполезной из трех для межпланетного КА, однако её легче всего рассчитать, что очень удобно для организации приёма телеметрии с космического аппарата и вообще связи с ним в целом.
Так какова же была скорость Юноны в других системах отсчёта? При выполнении манёвра максимальная скорость была достигнута на высоте 4400 км над экватором Юпитера, и относительно Земли она была несколько ниже объявленной — 222 120 км/ч. Это 61,7 км/с, что все еще составляет примерно 0,02% от скорости света. А вот относительно центра планеты она составляла 208 620 км/ч (57,95 км/с). Относительно Солнца — 213 480 км/ч (59,3 км/с).
При следующем прохождении через ближайшую к Юпитеру точку своей орбиты, называемую периастром, периапсисом или перийовием (звучит как древнее имя какое-то), в зависимости от Ваших вкусовых предпочтений, планетоцентрическая скорость Юноны была практически такой же – 59 км/с. Тогда как геоцентрическая скорость достигла значения 265 320 км/ч (73,7 км/с).
Но является ли это самым высоким показателем скорости, когда-либо достигнутым АМС?
Выполнять подобные расчёты дело совсем непростое. Однако несколько лет назад астрономы попробовали сделать это и пришли к выводу, что действительно, во время выхода на орбиту 5 июля 2016 года «Юнона» была зондом с самой высокой когда-либо зарегистрированной планетоцентрической скоростью (почти 59 км/с).
То есть ни один другой рукотворный объект никогда не перемещался так быстро вокруг какой-либо планеты Солнечной системы.
Однако с геоцентрической и гелиоцентрической скоростью дела обстоят по-другому. И скорость 61,7 км/с, достигнутая «Юноной» при выходе на орбиту, и скорость 73,7 км/с, которую она достигла 27 августа 2016 года по отношению к Земле, меркнут перед геоцентрической скоростью 98,9 км/с (356 040 км/ч), которую достиг немецкий КА «Гелиос-2» в 1989 году во своего время полёта вокруг Солнца.
И если говорить о гелиоцентрической скорости, то и здесь рекордсменом до недавнего времени (об этом в конце статьи) являлся «Гелиос-2». 6 апреля 1976 года он развил скорость относительно Солнца 68,6 км/с.
Скорость «Юноны» также была превзойдена и другими КА при пролёте над телами Солнечной системы, не являющимися планетами.
Советская АМС «Вега-1» прошла на расстоянии 8890 километров от ядра кометы Галлея в 1986 году со скоростью 285 120 км/ч (79,2 км/с) относительно самой кометы. Это самая высокая скорость, с которой КА пролетел над космическим объектом в Солнечной системе. Ее сестра, АМС «Вега-2», не сильно отстала. И вскоре так же пролетела рядом с кометой на расстоянии 8030 километров со скоростью 76,8 км/с.
Относительно скоростей, которых когда-либо достигали КА, есть ещё некоторые интересные факты. Например, самую высокую скорость, достигнутую космическим аппаратом в контакте с атмосферой, развил атмосферный зонд миссии «Галилео» 7 декабря 1995 года. Он вошёл в атмосферу Юпитера на скорости 172 800 км/ч (48 км/с)! Этому космическому герою пришлось несладко. Он испытал перегрузку в 228g, а температура его теплозащитного экрана достигла 16 000°C!
Рекорд скорости входа в атмосферу Земли принадлежит капсуле миссии «Stardust», которая вернулась на Землю с образцами кометы «81P/Wild» на скорости 46 400 км/ч.
Самым быстрым пилотируемым космическим кораблём является «Аполлон-10», который в 1969 году вошёл в атмосферу Земли на скорости 39 900 км/ч.
Самым быстрым КА, запущенным за пределы Солнечной системы, стал зонд «Новые горизонты».
В 2006 году ракете «Atlas-V» удалось вывести этот аппарат на отлётную траекторию со скоростью 58 536 км/ч (16,26 км/с) относительно Земли и 162 000 км/ч (45 км/с) относительно Солнца.
Год спустя 45 км/с уменьшились до 19 км/с, потому что скорость на гиперболической орбите убегания уменьшается по мере удаления от Солнца. По этой причине в траекториях этого типа важна не начальная скорость или та, которая была достигнута за счёт гравитационных манёвров, а гиперболическая избыточная скорость, которую КА развивает на большом расстоянии от Солнца. Когда зонд «Новые горизонты» проходил мимо Плутона, его скорость составляла 14 км/с, значение, очень близкое к его окончательной гиперболической избыточной скорости.
Однако при всём при этом «Новые горизонты» — не самый быстрый КА, который покидает пределы Солнечной системы. Самой высокой скоростью обладает к настоящему моменту «Вояджер-1», который удаляется от Солнца со скоростью 17 км/с. Даже несмотря на то, что он покинул Землю с меньшей скоростью.
Это объясняется тем, что «Вояджер-1» выполнял гравитационные манёвры возле Юпитера и Сатурна. Его «брат» «Вояджер-2» совершил больше облётов планет, но из-за «геометрии» его орбиты скорость убегания у него «всего» 15,4 км/с. Это меньше, чем у «Вояджера-1», хотя и больше, чем у КА «Новые горизонты.
«Вояджеру-1» суждено удерживать свой рекорд долгое время. Просто потому, что никакой миссии, которая покинет Солнечную систему в ближайшие десятилетия, пока не планируется.
Геоцентрические и гелиоцентрические рекорды скорости «Юноны» и «Гелиоса» относительно недавно были побиты зондом «Паркер» НАСА, который вращается в данный момент вокруг Солнца. Он разогнался почти до 720 000 км/ч (200 км/с)!
Всем добра.
Ставьте лайк и подписывайтесь.
___________________________________________
Нажмите👉* (Эксклюзивно для Вас!)
___________________________________________
*Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
