Пертурбационный манёвр
Пертурбационный манёвр — специальный манёвр используемый для разгона или изменения траектории полёта космического аппарата. Для проведения пертурбационного манёвра используется сочетание одновременного воздействия гравитационных полей небесных тел на космический аппарат и импульс ракетного двигателя самого космического аппарата. Используется этот манёвр для значительной экономии ракетного топлива КА и достижения высоких скоростей полёта автоматических межпланетных станций к дальним планетам Солнечной системы. Практически для пертурбационных манёвров предпочтительны небесные тела с значительной гравитацией, и в качестве таких тел могут быть использованы не только планеты, но и не очень горячие звёзды (коричневые, белые карлики), нейтронные звёзды и как максимум чёрные дыры.
Практическое применение пертурбационного манёвра[править | править код]
Пертурбационный манёвр был впервые применён при полёте советского космического аппарата «Е-2А» № 1 (с 1963 года — Луна-3). В дальнейшем он неоднократно применялся для ускорения и корректирования советских и американских автоматических межпланетных станций. Пертурбационный манёвр межпланетной станции Маринер-10 стал первым опытом применения этого манёвра американцами. Особенно большую роль пертурбационные манёвры сыграли в программе «Пионер» и «Вояджер», а в новейшее время при осуществлении таких программ как «Кассини» и «Новые горизонты». Характерно что для полётов к дальним планетам практически всегда может быть использовано гравитационное поле Юпитера, но в целом при расчитывании маршрута космического аппарата и положения лежащих на его пути планет могут быть использованы любые планеты Солнечной системы. Так например при полёте американской станции «Вояджер-2» для осуществления пертурбационных манёвров с целью ускорения были использованы Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (с целью торможения). Как показывает опыт применения таких манёвров, редко может быть использовано более 2-х планет из-за смещения их положения относительно траектории пролёта аппарата.
Максимально возможные приращения скорости при пертурбационном манёвре, км/с:
| Меркурий | Венера | Земля | Луна | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун | Плутон |
| 3,005 | 7,328 | 7,910 | 1,680 | 3,555 | 42,73 | 25,62 | 15,18 | 16,73 | 1,09 |
Пертурбационный манёвр с использованием звёзд[править | править код]
Звёзды гораздо более массивны чем планеты и могут быть использованы для осуществления значительного ускорения космических аппаратов, но ввиду того что они обладают значительным энерговыделением, магнитными полями и рядом других физических особенностей, осуществление пертурбационного манёвра у звезды (того или иного типа) осложнено этими особенностями и требует приспособления (защиты) космического аппарата. При осуществлении пертурбационного манёвра у звёзд, космический аппарат может получить несравненно больший импульс чем у планет, и приращение скорости может составить от нескольких сотен км/сек (Солнце), до десятков тысяч км/сек (белые карлики) или сотен тысяч км/сек (нейтронные звёзды, чёрные дыры). Сложным препятствием при осуществлении пертурбационного манёвра у Солнца является значительное нагревание обшивки КА светом и корпускулярным излучением (солнечный ветер), а так же рентгеновское излучение. Манёвр с использованием для набора скорости белого карлика осложнён сильнейшим рентгеновским излучением и магнитными полями, а с использованием нейтронной звезды не только гораздо более интенсивным рентгеновским и радиоизлучением, но и сверхсильным магнитным полем. Как показывает расчёт, при пролёте КА вблизи от поверхности нейтронной звезды, индукционный нагрев металлической обшивки будет столь интенсивным (миллионы К) что металл будет испаряться с тонкого поверхностного слоя. О условиях осуществления пертурбационного манёвра с использованием поля тяготения чёрных дыр пока что ничего неизвестно, кроме того что приращение скорости аппарата может быть приблизительно равно скорости света.