В настоящее время в связи с запуском разнообразных космических объектов как в Советском Союзе, так и за рубежом появилось значительное количество работ, посвященных теории полета этих объектов. В подавляющем большинстве эти работы представляют собой журнальные статьи, трактующие отдельные вопросы. При этом имеется еще очень мало работ, в которых теория полета искусственных спутников Земли (или по крайней мере отдельные ее крупные разделы) излагалась бы последовательно и на том уровне, какой требуется для решения практических задач. Необходимость такого систематического изложения очевидна, поскольку все более и более широкий круг разнообразных специалистов так или иначе сталкивается в своей деятельности с различными вопросами теории полета искусственных космических объектов. Кроме того, уже сейчас изучение этой теории включено в программу ряда высших учебных за- ведений.
В книге рассматриваются физические процессы, определяющие динамику и пространственную структуру астрофизических дисков (звездных и газовых дисков галактик, аккреционных дисков вокруг компактных объектов, в протозвездах и протопланетных системах). Проводится последовательное изучение динамики малых возмущений и вопросов устойчивости с их бесполшонкивлением и турбулентным состоянием.
Подробно рассматривается взаимодействие дисков межгалактической среды. Излагаются основные нелинейные результаты астрофизики и проведены численные (компьютерные) эксперименты. Особое внимание уделяется механизмам образования спиральной структуры галактик.
Предназначена для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов.
В книге в доступной форме, без применения сложного математического аппарата, но вместе с тем вполне строго излагаются основы космодинамики — науки о движении космических летательных аппаратов. В первой части рассматриваются общие вопросы, двигательные системы для космических полетов, пассивный и активный полеты в поле тяготения. Следующие части посвящены последовательному околоземным полетам, полетам к Луне, к телам Солнечной системы (к планетам, их спутникам, астероидам, кометам) и за пределы планетной системы.
Особо рассматриваются проблемы пилотируемых космических аппаратов и космических кораблей. Даются предложения по исследованию атмосферы планет с использованием их траекторий и различных параметров сопротивления. Освещаются полеты в атмосферах, их расчет и анализ параметров при движении на околоземных орбитах, включая использование активных двигательных систем и двигателей малого тягового уровня и поля тяготения.
Природные элементы и природные явления также деталируются на фоне изучения космических пусков, орбитального маневрирования и высотных расчетов. Включены прикладные формулы и таблицы для практического анализа.
Книга полезна специалистам, инженерам, студентам, аспирантам, а также любителям космонавтики. Особенно обращает на себя внимание популяризация данных научных открытий и открывает доступ в мир исследований объектов Солнечной системы.
Техника космического полета в последние годы развивается весьма бурно. Автоматические летательные аппараты выводятся на орбиты спутников Земли, осуществлены попадание в Луну и облет Луны с фотографированием ее обратной стороны, совершены первые полеты человека на спутниках Земли, производятся запуски автоматических зондов в космическое пространство и к планетам.
Настоящая книга посвящена приближенному исследованию пространственных (трехмерных) траекторий попадания в Луну и выбору попадающих траекторий с нужными свойствами. Задачи пространственного облета Луны, посадки на нее, создания искусственного спутника Луны, обработки траекторных измерений и коррекции траекторий при полете к Луне в книге не рассматриваются. Основной целью книги является детальное изучение вопросов, связанных с одной задачей — задачей определения траекторий достижения Луны с учетом различных ограничений, например геометрических, динамических, а также с учетом таких второстепенных факторов, как влияние давления света и размеры аппарата. Главное внимание уделено определению энергоэффективных траекторий, удовлетворяющих всем необходимым условиям.
Отправным пунктом теории притяжения является закон всемирного тяготения И. Ньютона (1643—1727), сформулированный великим ученым в его бессмертном сочинении “Математические начала натуральной философии” (1687 г.) и признающийся до сих пор одним из основных законов природы.
Согласно этому закону всякие две материальные частицы взаимно притягиваются с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Материальная частица — понятие физическое, под которым подразумевается весьма малое количество какого угодно вещества, газообразного, жидкого или твердого, занимающее весьма малый объем.
Абстрагируя и уточняя это несколько неопределенное понятие, придем к механическому понятию материальной точки, как геометрической точки пространства, т. е. объекту, не имеющему измерений, но обладающему конечной массой.
В монографии Г. Вейса изложены в основном математические аспекты космической геодезии: применяемые системы координат, функциональные зависимости между результатами измерений и необходимыми неизвестными, методы обработки результатов наблюдений.
Космическая геодезия дает эффективное средство для развития опорных высокоточных геодезических сетей глобального значения и определения общей фигуры Земли. Методы космической геодезии являются единственными для координатной привязки объектов, движущихся в околоземном пространстве, и явлений, происходящих в нем.
В книге приводятся также принципы наблюдений, теория оптической рефракции, разработанная автором, и использование Луны в геодезических целях.
В монографии рассмотрены нелинейные задачи определения движения космических объектов по результатам измерений. Большое внимание уделено условиям правильности (регулярности) математической постановки задач этого класса, которые могли бы гарантировать получение единственного решения с заданными оптимальными свойствами.
Даны рекомендации по проектированию нелинейных алгоритмов обработки измерительной информации на основе анализа структурных свойств задачи: адекватности модели, наблюдаемости измеряемых параметров, состоятельности критерия качества.
Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и испытаниями ракетно-космической техники. Она может быть полезна преподавателям и студентам вузов соответствующих специальностей.
Первый в советской и мировой литературе задачник по небесной механике и теории движения космических аппаратов, охватывающий как традиционные вопросы теории движения естественных небесных тел, так и инженерные задачи космонавтики.
В книгу включены задачи и упражнения по теории притяжения, теории невозмущенного кеплеровского движения, проблеме нескольких тел (как ограниченной, так и неограниченной), теории возмущенного движения искусственных и естественных небесных тел, качественным методам исследования движения, ракетодинамике и управляемым движениям.
Каждой главе предпосылается краткая сводка сведений из теории. Книга рассчитана на студентов, аспирантов и преподавателей университетов и вузов, осуществляющих подготовку по космонавтике и астрономии. Подробные ответы, указания и решения позволяют использовать книгу и для самостоятельного изучения предмета.
Величественные достижения последних лет в области исследования космоса: вывод на орбиту Советским Союзом первых искусственных спутников Земли, многочисленные запуски советских и американских спутников различного назначения, посылка космических аппаратов к Луне, Венере, Марсу, полеты космонавтов — все это привлекло внимание широких слоев читателей к проблемам космонавтики, в том числе к ее траекторным задачам.
Динамика космического полета имеет своим предметом изучение движения искусственных небесных тел, учёт влияния различных факторов на характер этого движения. Эта ветвь механики известна также под иными названиями: «прикладная небесная механика», «космодинамика», «небесная баллистика», «астродинамика».
Для описания движения механических систем используют разные математические модели, в основе которых лежат различные «принципы» — законы движения. В этой главе перечислены основные объекты и принципы классической динамики. Наиболее простой и важной моделью движения реальных тел является ньютонова механика, которая описывает движение свободной системы взаимодействующих точек в трехмерном евклидовом пространстве. В §6 обсуждается целесообразность рассмотрения с точки зрения ньютоновой механики усложненных моделей движения.
