Читать книгу - "Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин"

например, «Протон» со стартовым весом 705 т, – доставляющая на эту орбиту спутник массой 3,7 т, что составляет всего 0,5% от веса ракеты!

Казалось бы, еще сложнее будет отправить груз к другим планетам. Сначала нужно сообщить ему вторую космическую скорость 11,2 км/с, с которой груз покинет Землю и выйдет на орбиту Земли вокруг Солнца. А чтобы полететь к другой планете, например к Марсу, нужно еще преодолеть притяжение Солнца. Но посмотрим на цифры. Та же ракета «Протон» запускает к Марсу 3,9 т, то есть больше, чем на геостационарную орбиту.

Ситуация парадоксальная: казалось бы, в обоих случаях сначала нужно подняться на высоту геостационарной орбиты, а затем выйти либо на круговую орбиту, либо на параболическую, которая требует скорости в 21/2 раза больше. Кстати, основной недостаток геостационарных ретрансляторов заключается как раз в необходимости использовать для их запуска мощные ракеты-носители, поскольку маневрирование для доставки спутника к месту работы требует затрат энергии, превышающих те, что требуются для достижения второй космической скорости.

Почему же легче улететь от Земли совсем, чем выйти на круговую орбиту высотой 36 000 км?

4.3. Летим к Солнцу!

В Советском Союзе ходил такой анекдот. После успешного полета американских астронавтов на Луну наших космонавтов вызвали в ЦК КПСС и объявили, что для восстановления престижа СССР им приказывают лететь на Солнце. «Да как же так, – заволновались космонавты, – мы же там сгорим!» В ответ они услышали: «Вы что думаете, у нас тут в ЦК дураки сидят? Ночью полетите!»

В какое время суток выгоднее стартовать с Земли к Солнцу?

4.4. Астероид-загадка

Астероид Puzzle в перигелии касается орбиты Земли, а в афелии – орбиты Сатурна (9,5 а.е.). Каков его орбитальный период?

4.5. Метод лучевых скоростей

Астрономы Земли обнаруживают присутствие планет у других звезд по периодическому доплеровскому смещению линий в спектрах этих звезд, вызванному движением звезды относительно центра масс планетной системы.

А если наши «братья по разуму» с соседней звезды будут измерять радиальную скорость Солнца с точностью 10 м/с, смогут ли они заметить существование у Солнца планетной системы? (Радиальная, или лучевая, скорость – это проекция вектора скорости тела на луч зрения наблюдателя.)

4.6. Астрометрический метод

Если жители планеты у звезды α Кентавра (α Cen) систематически измеряют положение Солнца с точностью 0,01˝, то смогут ли они заметить колебания в движении Солнца, вызванные обращением вокруг него планет Солнечной системы? Годичный параллакс звезды α Cen составляет p = 0,751˝.

4.7. Падаем на Солнце

Представьте, что Земля неожиданно остановилась на орбите и начала падать на Солнце. Сколько продлится падение и с какой скоростью Земля ударит Солнце?

4.8. Выстрел с поверхности Солнца

Для объяснения того, сколь велико расстояние от Земли до Солнца, поэт Иоганн Петер Гебель в своем сборнике «Сокровищница» воспользовался таким примером:

Артиллерист, находясь на Солнце, направляет орудийный снаряд как раз на тебя. Ты в испуге убегаешь. Но не волнуйся: тебе нечего спешить, ты имеешь еще много времени, чтобы избежать снаряда.

Определите, за какое время снаряд, пущенный с поверхности Солнца со скоростью 5000 км/ч, преодолеет путь до Земли.

4.9. Геоцентрический рисунок

В одной из работ по истории астрономии описание геоцентрической системы мира, которую развивали древнегреческие астрономы, было проиллюстрировано вот этим рисунком. На нем белыми линиями показаны направления от Земли к Солнцу, Меркурию и Венере.

Рис. 18. Так видит геоцентрическую систему современный художник

Что вы думаете по поводу этой иллюстрации? Что бы могли сказать о ней, например, Фалес Милетский или Птолемей?

4.10. Эпициклы

А вот еще одна, современная, иллюстрация геоцентрической системы мира.

Рис. 19. Еще один современный вариант

Что вы скажете по ее поводу?

4.11. Стационарные спутники

Геостационарным называют искусственный спутник Земли, постоянно «висящий» над одной и той же точкой поверхности планеты. Очевидно, что орбита такого спутника должна лежать в плоскости земного экватора, а период обращения должен быть равен периоду вращения Земли (23 часа 56 минут). В наши дни таких искусственных спутников у Земли сотни.

А существуют ли у других планет естественные стационарные спутники? Насколько устойчивым будет их движение?

Глава 5

О небе и координатах

Астрономическое небо

Горная обсерватория. Осенний вечер. Два астронома, выйдя из домика наблюдателей, не спеша идут к своим телескопам. Если бы обычный человек в этот момент услышал их диалог, то он был бы очень удивлен.

– Хорошее сегодня небо, – говорит один из астрономов.

– Да, – поддерживает второй, – небо сегодня есть.

– А вчера ночью неба не было; я до утра прождал – ни кусочка!

– И не говори! Ну хоть бы на полчаса открылось! Мне очень нужно было именно вчера, когда моя переменная была в редкой фазе.

– Да, с небом нам в этом сезоне не везет: то оно есть, то его нет.

Трудно понять неастроному, что значит «неба нет». Оно же всегда у нас над головой! Но для астронома облака, и тучи, и даже голубой небесный свод не небо. Настоящее небо – это глубина темного ночного пространства, когда взгляд человека охватывает сотни световых лет, устремляясь к соседним звездам, а с помощью телескопа – и к границам Вселенной.

Небо очень большое! Если бы космический путешественник, удалившись от Земли, попытался измерить площадь небесной сферы, то он насчитал бы 41 253 квадратных градуса. Это огромная площадь, на ней можно разместить «плечом к плечу» 165 012 полных лунных дисков! А если считать по отношению площадей, то небо больше Луны в 210 100 раз.

Рис. 20. В один квадратный угловой градус на небе помещаются четыре Луны или четыре Солнца

Для наблюдателя на Земле, даже на открытой местности – например, в степи или на море, – половина неба закрыта планетой у него под ногами. Но и того, что над головой, очень много. Ориентироваться на звездном небе нелегко. Поэтому люди давно уже придумывают способы «небесной географии».

Одно из древнейших понятий астрономии, до сих пор не вышедшее из употребления, – это созвездие. Само слово «созвездие» (лат. constellatio) в прямом смысле означает «коллекция (или группа) звезд». В астрономии этот термин претерпел определенную эволюцию и приобрел свое окончательное значение сравнительно недавно – в первые десятилетия XX в.

Но уже много тысяч лет назад люди начали выделять на ночном небе выразительные группы звезд – астеризмы, которые помогали запоминать узор звездного неба и с его помощью ориентироваться в