Отвечает Джереми Джонс (Jeremy
B. Jones), главный навигатор автома-
тической межпланетной станции
«Кассини», Лаборатория реактивного
движения (Пасадина, Калифорния).
Гравитация влияет на космиче-
ские аппараты так же, как на спут-
ники планет и другие малые тела
Солнечной системы. Например,
кометы, приходящие из далеких
областей, затягиваются внутрь
Солнечной системы притяжени-
ем больших планет, чаще всего –
Юпитером.
При отсутствии посторонних воз-
мущений и спутник, и космический
аппарат обращаются по эллиптиче-
ским орбитам вокруг так называемо-
го главного тела, значительно пре-
восходящего их по массе, и движутся
они с постоянной орбитальной энер-
гией и угловым моментом. Когда кос-
мический аппарат подходит близко
к спутнику, он обменивается с ним
энергией и моментом. Поскольку сум-
марная орбитальная энергия рассма-
триваемых тел остается постоянной,
то при увеличении энергии косми-
ческого аппарата энергия спутника
уменьшается. Орбитальный период
(время, необходимое для полного
оборота по орбите) пропорционален
орбитальной энергии. Таким обра-
зом, при уменьшении орбитального
периода спутника орбитальный пе-
риод космического аппарата уве-
личивается. Это явление называют
пертурбационным маневром, или
эффектом рогатки.
Поскольку космический аппарат
во много раз меньше спутника, его
орбита изменяется намного силь-
нее. Например, «Кассини», иссле-
дующий Сатурн, весит примерно
3 т, а Титан (крупнейший спутник
Сатурна) – около 1020 т. Поэтому
при их сближении эффект рогатки
для «Кассини» на 20 порядков силь-
нее, чем для Титана.
Космический аппарат, пролета-
ющий за спутником, увеличивает
свою скорость (и орбитальную
энергию) относительно основного
тела, что выглядит как эффект ро-
гатки, отбрасывающий аппарат на
более высокую орбиту. Если же ап-
парат пролетает перед спутником,
то его скорость (и орбитальная
энергия) уменьшается. Кроме того,
пролет над или под спутником мо-
жет приводить к изменению только
направления движения аппарата,
ориентации его орбиты и величи-
ны углового момента. В остальных
случаях изменяются как энергия,
так и угловой момент. Разумеется,
такие маневры вызывают проти-
воположные изменения энергии
и углового момента у спутника
планеты, но из-за его огромной
массы они оказываются незначи-
тельными и незаметными на фоне
других эффектов, влияющих на его
орбиту.
Спасибо ж-лу "В мире науки"