Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №08 за 2008 год
Планетарные двигатели
Попробуем пофантазировать и представим, что наконец-то решено отправить экипаж, состоящий из людей, скажем, в систему Сатурна. Можно выбрать быстрый перелет с большой тягой: собрать межпланетный корабль на околоземной орбите, выдать при помощи ЖРД мощный разгонный импульс и по гиперболе отправиться в путешествие. Лететь все равно придется долго — несколько лет. Масса топлива нужна огромная. А значит, для снаряжения гигантского корабля потребуется не один десяток сверхтяжелых ракет. Запасы кислорода, воды, пищи и всего, что нужно в межпланетном полете, теряются на фоне огромной массы топлива, необходимого не только для разгона у Земли, но и для торможения у цели путешествия, и для возвращения к родной планете…
А что если попробовать малую тягу? Безумное количество топлива существенно сократится, а срок путешествия, как ни странно, может остаться прежним! Ведь двигатели корабля будут работать всю дорогу — полпути на разгон, а полпути — на торможение. Правда, тягу электрореактивных двигателей придется увеличить в сотни раз по сравнению с теми, что стоят на зонде «Заря». Но во-первых, такие разработки уже ведутся, а во-вторых, двигателей может быть много.
Для питания ЭРД понадобится несколько мегаватт энергии. Вблизи Земли ее можно было бы получать даром — от огромных солнечных батарей площадью тысячи, если не десятки тысяч квадратных метров. Но с удалением от Солнца их эффективность быстро падает: у Марса — на 60%, у Юпитера — в 30 раз. Так что для полетов к планетам-гигантам придется использовать ядерный реактор. И еще, скорее всего, ЖРД все-таки понадобятся для того, чтобы быстрее пройти опасные радиационные пояса вблизи Земли. Видимо, именно комбинированные двигательные установки будут применяться в межпланетных пилотируемых миссиях будущего.
Межпланетный суперхайвей
В 2002 году специалисты NASA выдвинули новую концепцию проектирования межпланетных орбит с очень низкими энергозатратами. Получив громкое название «Межпланетный суперхайвей», она, по сути, является расширением «лестницы Лагранжа» на всю Солнечную систему. Авторы работы утверждают, что если вам удалось добраться до точки Лагранжа в системе Солнце — Земля, то, правильно подобрав коррекционный импульс, вы сможете с минимальными затратами энергии добраться почти до любой другой точки Лагранжа в Солнечной системе. Надо только верно рассчитать маневры у других планет и их спутников. Именно эта идея легла в основу иллюстрации в начале этой статьи.
Станция «Кассини» и траектория ее движения в системе Сатурна. Рис. NASA/ESA
Не только гравитация
Дальний космос таит в себе немало загадок. Казалось бы, что может быть точнее баллистических расчетов, в основе которых лежат законы небесной механики? Не тут-то было! На космический зонд действует множество сил, которые трудно учесть заранее. Давление солнечного излучения и солнечный ветер, магнитные поля планет и истечение газа из самого аппарата — все это сказывается на скорости его движения. Даже тепловое излучение зонда и радиосигнал, посылаемый на Землю узконаправленной антенной, вызывают отдачу, которую приходится учитывать при точной навигации. А то что происходило с уже упоминавшимися «Пионерами», вообще не получило пока должного объяснения. Работающий в NASA российский астрофизик Вячеслав Турышев обнаружил около 10 лет назад, что зонды испытывают очень небольшое аномальное торможение. За 20 лет полета аномалия «Пионеров» привела к тому, что, подлетая к границам Солнечной системы, космические аппараты отклонились от расчетного положения на 400 тысяч километров! Какие только гипотезы не выдвигались для объяснения аномалии. От уже упомянутых магнитных полей и испарения остатков топлива из топливных магистралей до наличия на границах Солнечной системы массивных невидимых объектов. Некоторые физики считают аномалию указанием на неточность современной теории гравитации, другие видят в ней проявление космологических факторов вроде темной материи и темной энергии. Исчерпывающего объяснения пока нет, а группа Турышева продолжает обрабатывать данные о полете «Пионеров». Как бы то ни было, при проектировании новых траекторий межпланетных полетов придется учитывать возможность подобных неожиданных явлений.
В общем, работа космического баллистика балансирует на грани искусства и точных наук. Ему всегда приходится решать задачу со многими неизвестными, усугубленную стремлением заказчика сделать все «быстрее и дешевле», не выходя за рамки физических законов. Так что, несомненно, мы еще станем свидетелями рождения многих новых нетривиальных космических траекторий.
Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов
Братчина святой Софии
Лет десять назад старинный Новгород вновь стал официально именоваться Великим. Насколько основательна эта претензия, покажет будущее. Нынешний город очень тих и скромен. Свойство это особенно ценимо как его жителями, так и туристами, прибывающими сюда из суетливых столиц. Но не только оно.
Городская хроника
859 г. (условная летописная хронология) — «Въсташа Словене, рекше Новгородцы, и Меря, и Кривичи на Варяги и изгнаша их за море, и не даша им дани, начаша сами себе владети и города ставити; и не бе в них правды, и возста род на род, и рати и пленения, и кровопролитиа беспрестани» — первое упоминание Новгорода в датированной части Патриаршей, или Никоновской, летописи. Условно принято за дату основания города.
862 г. (условная летописная хронология) — На зов славян якобы явились «из Немец» «три браты со всем родом своим, Рюрик, Синеус, Тривор; и бысть Рюрик старейшина в Новегороде… И от тех Варягов находников прозвашася Русь, и оттоле словет Русскаа земля, иже суть ноугородстии людие и до нынешнего дне, прежде бо нарицахуся Словене, а ныне Русь от тех Варяг прозвашася: сице бо Варязи звахуся Русью».
882 г. — Новгородский воитель Олег в результате успешного военного похода соединяет под властью наследников Рюрика все волости вдоль днепровского пути «из варяг в греки» — Новгород, Смоленск, Любеч и Киев.
990 г. — Отказавшиеся добровольно принять христианскую веру в 988-м (по традиционному счету), когда Владимир Святой прислал из Киева митрополита Михаила, новгородцы были крещены епископом Иоакимом Корсунянином, успех которого обеспечили знатный воевода Добрыня и киевский тысяцкий Путята, крестившие город «огнем и мечом». Новгородцы ополчились, но в ночь Добрыня поджег посад. Новгородцы сложили оружие и пошли к кресту. Главного идола Перуна сбросили в Волхов. Но тот, как гласит легенда, наказал переметчивых новгородцев и, проплывая под Волховским мостом, зашвырнул на него свою палицу, приговорив «сим потешайтесь, дети новгородские». С тех пор мост стал местом многих раздоров.
1015 г. — Киевская усобица больно ударила по Новгороду. Князь Ярослав, рассорившись с новгородцами, избил их «лучших мужей с тысячу». Но чуть ли не на другой день получил известие о злодействах Святополка, коварно умертвившего братьев Бориса, Глеба и Святослава. Тогда Ярославу пришлось с новгородцами мириться и искать их помощи, за что пожалованы были им «Русская правда» и будто бы еще некая грамота, дававшая новгородцам право приглашать князей по своему усмотрению.
1136 г. — Новгородцы изгнали князя Всеволода Мстиславича и призвали Святослава Ольговича, вернув себе пожалованную Ярославом и временно утраченную «вольность в князьях». Отныне князьям запрещено жить в Детинце, собирать налоги и владеть в новгородской волости землями. С этой «революции» начинается становление Новгородской вечевой республики.
22 февраля 1170 г. — Суздальское войско Андрея Боголюбского, собравшегося «искать Новгорода добром и лихом», подошло к стенам города. На четвертый день осады голос с небес повелел архиепископу Иоанну перенести на стены икону Богородицы из храма Спаса Преображения на Ильине улице. Икону на другой день выставили на стену между Добрыниной и Прусской улицами. Здесь она оказалась уязвлена стрелой. И тотчас на суздальцев «напало одурение» и воины едва не перестреляли друг друга. Новгородцы двинулись на вылазку и полонили все суздальское войско. Но управу князь Андрей нашел быстро, перекрыв городу подвоз продовольствия. Оголодавшие новгородцы запросили мира и вынуждены были согласиться на все условия Боголюбского, значительно урезавшего городские вольности. Как развивались бы события далее, неизвестно, но в 1174-м князь Андрей, противник Новгорода, был убит заговорщиками из ближайшего окружения.
