В этой статье речь пойдёт об исследовании русского учёного Александра Владимировича Родникова, который в буквальном смысле приближает осуществление одной из мечт человечества, а именно — освоение Солнечной системы на совершенно ином уровне.
Один из способов парковки...
После того, как мы высадились на Луну, с помощью наших зондов посетили все планетные системы и вышли в межзвёздное пространство, встаёт вопрос о более детальном изучении космических тел, населяющих наш звёздный дом.
Родников представляет миру способ заполучить для исследования и освоения такое тело, как астероид (в переводе с греческого “звёздоподобный”).
Надо сказать, что вопрос начал серьёзно рассматриваться ещё с 90-х годов прошлого столетия в исследовании замечательного русского учёного Владимира Васильевича Белецкого совместно с Евгением Михайловичем Левиным “Динамика космических тросовых систем” (М.: Наука, 1990. — 336 с.).
Родников А. В. продолжил это начинание, исследовав возможность организации стационарной орбиты космической станции у астероида с помощью троса, закреплённого по принципу леера. Леер — это голландское слово, которое активно используется в русском мореходстве и означает трос, закреплённый с двух концов. Обычно он используется в качестве ограждения по контуру корабля, которое так и называют “леер”.
Александр Владимирович смог доказать, что при определённых условиях, станция находящаяся на леере, имеет ряд точек равновесия, т. е. точек в которых она неподвижна относительно поверхности астероида, таким образом она находится на стационарной орбите.
Параметры задачи
Для решения этой задачи понадобилось учесть множество факторов, среди которых центр масс астероида, угол наклона оси прецессии, угловая скорость вращения астероида, положение башен крепежа — в общей сложности учитывается как минимум 6 параметров.
Надо начать с определения оси вращения типичного астероида, который казалось бы хаотично вращается во всех трёх направлениях.
В отличие от планет, которые имеют явную ось вращения, астероиды подобным похвастаться не могут. По расчётам учёного ось, подходящая для закрепления троса, должна проходить через центр масс астероида. Таким образом, трос должен быть закреплён на полюсах этой оси, находящихся на поверхности астероида.
Всё вышесказанное возможно определить, если астероид динамически симметричен и имеет либо форму гантели (которой обладает большинство астероидов), либо сплющенную форму. В этом случае астероид можно представить в виде двух связанных друг с другом центров масс, через которые и проводят искомую ось.
Вся эта система ещё вращается вокруг оси прецессии. Таким образом, как показывает Родников, задача сводится к Обобщённой ограниченной круговой задаче трёх тел, выдвинутой В. В. Белецким. Остаётся найти точки либрации, т. е. точки, в которых космическая станция будет находиться в фиксированном положении, относительно 2-х центров масс.
Как показывает решение сложной системы дифференциальных уравнений, в которую входят все вышеперечисленные параметры, такие точки существуют в двух плоскостях.
Одна часть точек устойчивых положений находится в вертикальной плоскости, т. е. в плоскости, включающей в себя ось астероида и ось прецессии. Вторая же часть лежит в горизонтальной плоскости, т. е. плоскости перпендикулярной оси прецессии и проходящей через центр масс астероида.
Один из вариантов космического лифта на астероиде Ида. Изображение из архива А. В. Родникова.
Создание стационарных орбит вокруг астероида делает возможным их максимально эффективное изучение и разработку полезных ископаемых. Более того, космический лифт становится намного реальнее в системе, связанной с астероидом, т. к. его длина будет намного меньше длины в системе, связанной с Землёй, что значительно облегчает его создание. Он будет осуществлять доставку грузов с поверхности тела на стационарно закреплённую станцию.
Сейчас, как никогда требуются подобные исследования. Сейчас, когда человечество достигает уровня, на котором оно действительно сможет считать себя не просто биологической случайностью на отдельно взятой планете, а хранителем, исследователем и распределителем безграничных ресурсов нашего космического дома.
Одна из публикаций А. В. Родникова.
Автор: dimaastronom
