Як космічний корабель долає тяжіння Землі?
Космічний корабель повинен розганятися за допомогою ракетного двигуна, щоб подолати тяжіння Землі. А чи не можна використовувати для цього не двигун, а... саме тяжіння Землі? Виявляється, в одному випадку такий варіант можливий.
Вся справа в тому, що в розрахунках руху космічного корабля, його зазвичай сприймають як матеріальну точку: адже розміри корабля нікчемні порівняно з розмірами небесних тіл. Але космічний корабель не точка, а протяжне тіло, що має певні розміри і форму. Тому тяжіння Землі, яке діє на нього, дещо відрізняється від того, яке діяло б, якби вся маса корабля була зосереджена в одній точці. Ця різниця досить відчутна, якщо космічний корабель має значну довжину. Але для звичайних кораблів та супутників вона невелика, і на неї можна не звертати уваги.
Наприклад, якщо космічний корабель складається з двох куль, які можна підтягувати одна до одної і розводити на великі відстані, з'єднаних стрижнем, перпендикулярним до продовження радіусу Землі, то на кожну з куль діє сила тяжіння, спрямована під кутом до сполучного стрижня. Равнодіючи цих сил дещо менше тієї сили тяжіння, яка діяла б на центр стрижня, якби в ньому була зосереджена вся маса космічного корабля.
Виходить, "розтягуючи" такий космічний корабель, з'являється деяка радіальна сила, що відштовхує, і його рух навколо Землі відбувається по орбіті, яка дещо відрізняється від "кеплерівської".
З'єднавши кулі в найбільш віддаленій точці орбіти – апогеї, космічний корабель перетворитися практично в матеріальну точку, і його рух відбуватиметься вже "кеплерівською" орбітою. Якщо в перигеї розвести кулі на колишню відстань, то з'явиться згадана "відштовхувальна сила". При цьому орбіта подальшого руху виявиться більш витягнутою і на другому витку апогейна відстань виявиться дещо більшою, ніж на першому. Таким чином, можна змусити космічний корабель рухатися по спіралі, яка розкручується, до тих пір, поки він не подолає тяжіння Землі.
Скільки часу знадобиться на розгін цим методом? Якщо космічний корабель завдовжки 140 км розпочне рух з відривом 2 тис. км від центру Землі, то на розгін піде близько двох років. 80 років знадобиться щоб подолати тяжіння Сонця на початковій відстані близько 700 тис. км від нього.
Вчені підрахували, що чим більша маса небесного тіла і чим ближче до нього космічний корабель, то швидше можна подолати тяжіння за допомогою такого методу. Так, наприклад, перебуваючи на відстані двадцяти тисяч кілометрів від центру відомої надщільної зірки – білого карлика Сіріус В, космічний корабель міг би піти по спіралі, що розкручується, в космос всього за півтори години.
Чи можливо створити такий пульсуючий космічний корабель? Напевно, це справа техніки майбутнього. Принаймні теоретична можливість існує.
