Орбиты вокруг Луны: виды и их особенности

Лунные орбиты играют важную роль в различных миссиях, таких как исследования Луны, размещение спутников и поддержка пилотируемых миссий. Рассмотрим основные типы лунных орбит и их характеристики.

По теме:

Собака Лайка - первое живое существо, которое полетело в космос. Как это произошло? Об этом в нашей статье:

В 1964 году стартовала советская космическая программа "Зонд". В ходе программы, к Луне было запущено четыре автоматических станции с черепахами. За 6 дней полета они потеряли 10% веса, а органы пришли в негодность! Подробнее:

Наблюдение за обезьянами в космосе на низкой околоземной орбите: Космическая программа Бион. Подробнее...

Низкая окололунная орбита (Low Lunar Orbit, LLO)

• Высота: 100-200 км над поверхностью Луны.
• Период обращения: около 2 часов.
• Использование: Исследовательские спутники, аппараты для картографирования, лунные модули для спуска на поверхность.
• Примеры: Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

Эксцентричная орбита

• Высота: Варьируется от перицентра (минимальное расстояние) до апоцентра (максимальное расстояние).
• Использование: Исследование Луны на разных высотах, экономия топлива при изменении орбит.
• Примеры: Орбита Chang'e-2 с перицентром около 15 км и апоцентром около 100 км.

Полярная орбита

• Наклонение: 90° относительно экватора Луны.
• Преимущества: Полное покрытие поверхности Луны, возможность исследования полярных регионов.
• Использование: Научные исследования, картографирование, обнаружение водяного льда.
• Примеры: LRO, который исследовал регионы около лунных полюсов.

Лунно-экваториальная орбита

• Наклонение: 0° относительно экватора Луны.
• Использование: Основные исследования экваториальных регионов Луны.
• Преимущества: Простота в расчетах и навигации.

Прямолинейная гало-орбита (Near-Rectilinear Halo Orbit, NRHO)

• Высота: От 3,000 км до 70,000 км.
• Период обращения: около 7 дней.
• Преимущества: Стабильность орбиты, удобство для связи между Землей и лунными базами.
• Использование: Планируемая орбита для лунной станции Gateway.
• Примеры: Пилотируемые миссии программы Artemis.

Дistant Retrograde Orbit (DRO)

Distant Retrograde Orbit (DRO) – это уникальная, одна из интересных и относительно новых орбитальных конфигураций, используемых в космических миссиях. DRO обеспечивает высокую стабильность и минимальные затраты на поддержание орбиты. Она особенно полезна для длительных миссий и может использоваться в качестве стратегического узла для будущих лунных и межпланетных экспедиций.

Основные характеристики DRO:

1. Орбитальная природа Отдаленность: DRO находится на значительном расстоянии от планеты или луны, вокруг которой она вращается.
   Ретроградность: Объект на DRO движется в направлении, противоположном вращению основного тела (в данном случае, Луны).
   
2. Стабильность: DRO обеспечивает долговременную орбитальную стабильность. Она находится в области, где притяжение Земли и Луны уравновешиваются, что позволяет спутнику или космическому аппарату находиться на этой орбите с минимальными затратами топлива для поддержания позиции.
   
3. Высота и период обращения: Расстояние от поверхности Луны до объектов на DRO составляет тысячи километров.
   Период обращения вокруг Луны на такой орбите может составлять от нескольких дней до нескольких недель.

Преимущества и использование DRO:

1. Низкие энергетические затраты: DRO требует меньше маневров для поддержания орбиты по сравнению с более низкими орбитами, что экономит топливо.
   
2. Долговременные миссии: Идеально подходит для долговременного размещения космических аппаратов и обсерваторий, так как требует минимальной коррекции орбиты.
   
3. Промежуточная база: DRO может использоваться в качестве промежуточной базы или "стоянки" для миссий, направляющихся на Луну или дальше в космос. Она служит удобным местом для встречи и стыковки космических аппаратов.
   
4. Примеры миссий: NASA Artemis: Программа Artemis рассматривает DRO как возможную орбиту для лунной космической станции Gateway, которая будет служить базой для астронавтов и посадочных модулей на Луну.
   Asteroid Redirect Mission (ARM): Планировалось использование DRO для размещения захваченного астероида в рамках этой миссии NASA.
   

Гравитационные стабильные орбиты (Lagrange Points, L1 и L2)

• Положение: Точки Лагранжа находятся между Землей и Луной (L1) и за Луной (L2).
• Преимущества: Малая потребность в коррекции орбиты, удобство для космических обсерваторий и станции.
• Использование: Научные миссии, коммуникационные ретрансляторы.
• Примеры: Планируемые точки для размещения коммуникационных спутников.

Выбор орбиты для миссий

Выбор орбиты зависит от целей миссии, научных задач и технических возможностей. Например:

• Исследовательские миссии выбирают LLO для детального изучения поверхности Луны.
• Миссии по доставке грузов и пилотируемые миссии могут использовать NRHO для удобного доступа к поверхности и возможности дозаправки.
• Картографические и климатические исследования проводят с полярных орбит для полного покрытия поверхности Луны.

Современные и будущие миссии

• LRO: Работает на LLO для картографирования и изучения ресурсов Луны.
• Архитектура Artemis: Использует NRHO для строительства станции Gateway и обеспечения миссий на поверхность Луны.
• Китайские миссии: Chang'e-4 и будущие миссии планируют использовать различные орбиты для исследований и доставки образцов.

Лунные орбиты представляют собой важный элемент планирования и выполнения лунных миссий.

Правильный выбор орбиты позволяет оптимизировать ресурсы, минимизировать затраты на топливо и обеспечить успешное выполнение научных и инженерных задач.

Например, DRO идеально подходит для долговременных миссий и размещения обсерваторий или станций, которые требуют минимальных затрат на поддержание орбиты. NRHO лучше подходит для пилотируемых и лунных миссий, предоставляя удобный доступ к поверхности Луны и лучшую видимость для связи с Землей.

Публикации по теме: "Почему американцы не летали на Луну"

Мы собрали все материалы, касающиеся «Лунной аферы», в отдельную подборку: