Сколько времени лететь от Земли до Луны?

Расстояние между Луной и Землей колеблется от 356 400 до 406 700 км. Время, необходимое для преодоления этой дистанции, зависит от выбранного для полета транспорта.

Исторически все реальные полеты человека на Луну осуществлялись с помощью кораблей «Аполлон». При этом длительность полета до спутника составляла от 72 до 76 часов. В частности, «Аполлон-11» вышел на лунную орбиту через 76 часов после старта. Однако на подготовку к непосредственной высадке требовалось время. Лунный модуль прилунился на 103-ем часу полета, а первый человек ступил на поверхность спутника только на 110-ом часе полета.

Однако ряд других космических аппаратов долетали до Луны значительно быстрее. Так, советский корабль «Луна-1» долетел до спутника всего за 36 часов, хотя и запущен был за 10 лет до «Аполлона-11».

Быстрее всего до Луны добрался зонд «Новые горизонты», чья основная миссия – исследование Плутона. Уже через 9 часов после запуска с Земли он пролетел вблизи спутника.

Отдельно стоит отметить аппарат SMART-1. Он добирался до Луны чуть более года! Дело в том, что на нем был установлен перспективный плазменный двигатель (известный также как ионный двигатель), использовавший для работы эффект Холла. Такая двигательная установка отличается особой экономичностью, за время полета было потрачено только 82 кг топлива. Возможно, именно на таких двигателях в будущем будут осуществлены полеты к Меркурию и Солнцу.

И всё же важно помнить, что Луна-1, SMART-1 и «Новые горизонты» – это зонды, которые не предназначены для транспортировки человека. Поэтому использованные в их конструкции решения едва ли в ближайшее время будут применены для пилотируемых полетов к Луне. Если же какая-то страна захочет снова отправить человека к нашему спутнику, то ему, как и астронавтам в XX в., придется лететь до Луны около 3 дней.

Список использованных источников

Источник

Траектория полета до луны

• Главная
• Новости
• Фото/Видео
  • Фото
  • Видео
• BLOG
  • Авиация и кино
  • Военная авиация
  • Авиация и музыка
  • Авиация и литература
  • Авторские статьи
  • Стюардессы
  • Полезная информация
  • Авиа юмор
  • Статьи
  • Календарь
  • Обзоры полетов
  • Вероятность катастрофы
  • Онлайн табло
  • Расчет расстояния
  • Биржа акций
  • Сравнение авиатехники
  • Разговоры в кабине пилотов
  • Узнать самолет по номеру рейса
• Энциклопедия
  • Авиация и кино
  • Военная авиация
  • Гражданская авиация
  • Авиация и литература
  • Полезная информация
  • Вертолеты
  • Летчики
  • Заводы
  • Учебные заведения
  • Униформа
  • Авиа игры
  • Агрегаты и узлы авиа техники
  • Авиакатастрофы
  • Арсенал
  • Боевые самолеты
  • Беспилотные л.а.
• Статьи
• Самолёты
• Аэропорты
• Вертолеты
• Авиакомпании
• Авиабилеты

Вы здесь

Космос с давних времен интересовал человечество. Таинственный, неизведанный и далекий: возможности космических путешествий, а также открытие новых далеких миров всегда волновали человека. Ближайшим небесным телом к Земле является Луна, поэтому нет ничего удивительного в том, что еще на начальном этапе освоения космоса человек пытался попасть именно на это небесное тело. Ниже мы расскажем вам, сколько времени лететь до Луны и затронем такую интересную тему, как ее основание.

История освоения космоса

Первым отправить человека в космос смог Советский Союз, обогнав в этом плане США. В ответ штаты стали работать над развитием собственной лунной программы, которая подразумевает изначально орбитальные облеты спутника и в дальнейшем и высадку людей на Луну.

Сколько денег ушло на эту программу рассчитать невозможно. Эксперты отмечают, что в реализация этой программы в сопоставимых ценах оценивается в 500 млрд $. НАСА специально для этих полетов разработало ракету Сатурн 5, которая могла добраться до Луны за три-четыре дня. На те времена это была самая мощная ракета, которая способна покорять большие расстояние в несколько сотен тысяч километров от Земли до нашего спутника в максимально сжатый срок.

Первый человек, который ступил на поверхность Луны – американец Нил Армстронг. В 1969 году в составе миссии Аполлон 11 сумел посадить лунный модуль недалеко от моря Спокойствия. В дальнейшем было выполнено несколько американских пилотируемых миссий. Около десятка космонавтов побывали на Луне, которые провели многие исследования и смогли привести на Земле больше 20 кг лунного грунта.

Через несколько лет интерес к Луне пропал, и было решено свернуть дорогую программу полетов. Подобное объясняется дороговизной пилотируемых самолетов, поэтому в Советском Союзе и США решили сконцентрировать свое внимание на строительстве орбитальных станций на орбите земли и околоземном исследовании космоса. Летать на орбиту Земли было дешевле и проще, а создание орбитальной станции позволило сделать серьезный толчок в освоении космоса.

Однако интерес к далеким полетам пропал практически на 30 лет. Только сегодня, когда человечество задумалось о колонизации и исследовании Марса, к нашему спутнику вновь появился интерес. Луну использовали в качестве перевалочной базы для межпланетных перелетах на дальних расстояниях. Человечество сделало серьезный шаг вперед в сфере ракетостроения, что позволило не просто удешевить такие полеты, но и сделать их безопаснее и быстрее.

История покорения:

• Советский исследовательский аппарат первый раз достиг Луны – 1959 год.
• Первая успешная посадка на Луне – 1966 год.
• Высадка экспедиции Нила Армстронга – 1969 год.
• Последний на сегодня полет человека на Луну – 1972 год.

Расстояние до Луны

Луна вращается вокруг Земли по немного приплюснутой эллиптической орбите. По этой причине расстояние от Земли до спутника может варьироваться от 355 до 404 тыс. км. Многим из нас тяжело представить такие расстояние. Сколько понадобится времени, чтобы преодолеть этот путь?

• На автомобиле со средней скоростью около 100 км в час, можно было бы добраться до спутника Земли за 160 дней.
• Если идти пешком, то понадобилось бы девять лет непрерывной ходьбы.
• На самолете, который может разогнаться до 800 километров в час, лететь пришлось бы около двадцати дней.
• На космическом корабле Аполлон, скорость которого в несколько тысяч километров в час, можно было добраться до Луны за 72 часа.
• Современный космический аппарат может долететь до луны за 9 часов.

Полет на Луну на современных ракетах, теоретически не представляет особой сложности, несмотря на большое расстояние в 380-400 тыс. км. Не нужно подбирать время для старта ракетоносителя, так как максимальное и минимальное расстояние до Луны не столь велико. Продолжительность таких перелетов – всего лишь несколько дней, что позволяет разрешить проблемы радиации в космосе, которая при вспышках на Солнце только увеличивается.

Тяжелые современные ракетоносители, которые создавались специально для полета на Марс, также могли бы использоваться для перелетов до Луны и в обратную сторону. В этом случае полет на расстоянии в 400 тыс. км занял бы примерно 15-17 часов только в одну сторону. Единственная тонкость подобных полетов заключалась в том, что нужно изначально обустроить лунную базу, где бы приземлялись спускаемые модули, что и позволило бы осуществлять исследование Луны и даже жить на базе на протяжении определенного времени.

Перспективы исследовательских миссий и дальних полетов

Споры о целесообразности исследования спутника Земли и полетов на него не утихают и по сегодняшний день. Если изначально на первых этапах освоения и покорения космоса к таким полетам был серьезный интерес, даже несмотря на большое расстояние, то со временем, стало понятно, что обустройство базы на Луне – бесперспективно. Спутник не имел каких-то полезных ископаемых, что и делало дорогие полеты на Луну бессмысленными.

Но сегодня, когда человечество задумалось о полетах на Марс и колонизации Красной планеты, на некоторое время Луна смогла бы стать перевалочной базой, что существенно упростило бы дальние межпланетные перелеты. Фактически наш спутник может стать испытательным полигоном, что и позволит в будущем заселять Марс и прочие пригодные для жизни планеты.

Параллельно с развитием технологий полеты к естественному спутнику Земли существенно упростились, а обустройство на нем орбитальной базы уже не кажется чем-то нереальным. Лететь до Луны стало намного безопаснее и проще. Подобные перелеты в ближайшие 10 лет, несмотря на расстояние до Луны практически в 400 тыс. километров, станут обыденным делом, а человек вновь вернутся к исследованию дальнего радиуса Земли.

Источник

ОБ ОПТИМАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЯХ ПОЛЕТА КА К ЛУНЕ В СИСТЕМЕ ЗЕМЛЯ-ЛУНА-СОЛНЦЕ

(ON OPTIMAL TRAJECTORIES OF SPACE FLIGHT TO THE MOON IN THE EARTH-MOON-SUN SYSTEM
Preprint, Inst. Appl. Math., the Russian Academy of Science)

Ивашкин В.В.
(V.V.Ivashkin)

ИПМ им. М.В.Келдыша РАН

Москва, 2001
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты №№ 01-01-00133, 00-15-96036)

Аннотация

Исследуются траектории нового типа для космического полета от Земли к Луне. В отличие от обычных траекторий прямого полета к Луне исследуемые траектории предполагают сначала полет за орбиту Луны и за границу сферы действия Земли, на расстояние около 1,5 млн.км от Земли и только затем – полет к Луне. При этом подлет к Луне происходит не по гиперболической, а по эллиптической неустойчивой селеноцентрической орбите, т.е. осуществляется временный захват космического аппарата (КА) Луной. Это приводит к существенной экономии энергетики при торможении движения КА вблизи Луны для перехода на конечную устойчивую орбиту спутника Луны или для посадки на ее поверхность. Дается качественный анализ возмущения Солнцем для увеличения перигейного расстояния орбиты КА и возмущения Землей для гашения селеноцентрической энергии движения КА. Приведены характеристики траекторий полета от Земли к Луне, полученных с помощью численного интегрирования уравнений движения КА в системе Земля-Луна-Солнце.

Ключевые слова: полет к Луне, оптимальные траектории, торможение у Луны, гравитационные возмущения, захват Луной.

Abstract

New trajectories for space flight from the Earth to the Moon founded recently are studied in the paper. These trajectories, unlike usual ones of direct flight to the Moon, use at first a flight beyond the Moon and the Earth sphere of influence, at a distance of about 1.5 m km from the Earth and only then a flight to the Moon. In this case a celenocentric flight near the Moon takes place not along a hyperbolic orbit but along an unstable elliptic one, that is a temporary capture by the Moon. This results in essential economy of a fuel outlay when braking the spacecraft (SC) motion near the Moon for transfer to a final stable orbit of the Moon’s satellite or for a soft landing on its surface. A qualitative analysis of the Sun’s perturbations for increasing a perigee distance of the SC orbit as well the Earth’s perturbations for decreasing a celenocentric energy of the SC motion is given. Characteristics of a trajectories of the space flight from the Earth to the Moon received by a numerical integration of the SC motion equations in the Earth-Moon-Sun system are presented.

Key words: flight to Moon, optimal trajectories, braking near Moon, gravity perturbations, capture by Moon.

Проф. Егорову Всеволоду Александровичу и Prof. Martinez Garcia Juan Jose посвящается

2. Траектории «прямого» полета ка от земли к луне

3. БИЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ траектории полета ка к луне

в системе земля-луна

3.1. п ереходы между орбитами в центральном гравитационном поле

3.2. Б иэллиптический полет к Луне в модельной системе Земля-Луна

4. АНАЛИЗ «ОБХОДНОГО» ПОЛЕТА КА К ЛУНЕ В СИСТЕМЕ

4.1. Схема и основные особенности «обходного» полета

4.2. Оценка влияния гравитации Солнца на перигейное

расстояние орбиты КА

4.3. Оценка влияния гравитации Земли на гашение энергии

селеноцентрического движения КА

4.4. Оценка влияния гравитации Земли при эволюции на

конечную эллиптическую орбиту у Луны

5. ЧИСЛЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАЕКТОРИЙ «ОБХОДНОГО»

5.1. Модель расчета траектории

5.2. Характеристики «обходного» полета к Луне

2. TRAJECTORIES OF DIRECT SPACE FLIGHT FROM THE EARTH

3. TRAJECTORIES OF BIELLIPTICAL SPACE FLIGHT TO THE MOON

IN THE EARTH-MOON SYSTEM

3.1. O rbital transfers in central gravitational field

3.2. Bielliptical space flight to the Moon in model Earth-Moon system

4. ANALYSIS OF “BYPASS” SPACE FLIGHT TO THE MOON IN THE

4.1. S cheme and principal peculiarities of “bypass” flight

4.2. Evaluation of the Sun gravity influence on a spacecraft orbit perigee

4.3. Evaluation of the Earth gravity influence on a spacecraft celenocentric energy extinguishing

4.4. Evaluation of the Earth gravity influence for evolution to final

celenocentric elliptical orbit

5. NUMERICAL CHARACTERISTICS OF TRAJECTORY OF “BYPASS” FLIGHT TO THE MOON

5.1. m odel of a trajectory calculation

5.2. Some characteristics of “bypass” flight to the Moon

1. Введение

В работе делается анализ траекторий полета к Луне нового типа, для которых характерны большие (> 1 млн. км) расстояния отлета от Земли, большое (

100 сут.) время полета, но и уменьшенные энергетические затраты на торможение у Луны за счет эллиптичности орбиты подлета к Луне. Сначала, в п. 2, дан анализ обычных траекторий «прямого» полета к Луне. Затем, в п. 3, исследованы характеристики биэллиптических траекторий полета к Луне в модельной системе Земля-Луна. Нa основе этого в п. 4 описана схема и выделены особенности построения «обходных» траекторий в реальной системе Земля — Луна — Солнце, даны оценки гравитационных возмущений для этих траекторий, доказывающие реализуемость временного захвата КА Луной. В п. 5 приведена модель численного расчета и представлены основные численные характеристики некоторых полученных траекторий, на которых осущест-вляется захват КА Луной и уменьшается энергетика торможения при переходе на орбиту спутника или при посадке на ее поверхность.

2. Траектории “прямого” полета КА от Земли к Луне

Исследование характеристик космического полета от Земли к Луне важно как для космонавтики, так и для небесной механики. Это явилось стимулом появления множества работ, посвященных данной проблеме. Особенно важными, как с практической, так и с теоретической точек зрения, оказались работы В.А. Егорова [1 – 4 и др.], в которых выполнен очень полный анализ траекторий полета от Земли к Луне.

Важными являются также результаты В.А. Егорова по захвату точки Луной, ибо даже в случае временного захвата точки оказывается возможным пассивное, без затрат топлива создание спутника Луны, а в случае торможения затраты топлива будут меньше, чем при гиперболическом подлете к Луне. Анализ В.Г. Фесенкова [5] и В.А. Егорова [1 –4] показал, что вопрос о полном захвате Луной точки является достаточно сложным и до конца нерешенным. Для случая движения в рамках круговой ограниченной задачи трех тел оказался невозможным захват Луной КА, запущенного с Земли на первом витке его траектории. Для произвольных траекторий была доказана теорема о невозможности захвата точки лишь для случая достаточно малого отношения масс главных тел ( -4 ). Однако В.А. Егоров (1957г.) отметил, что возможен временный захват точки Луной и дал идею построения траекторий временного захвата, проходящих вблизи точки либрации L ₁ . Это было затем подтверждено результатами ряда исследований, см., например, M . C . Davidson [6], B .Себехей [7], E . Belbruno [8]. Правда, эти траектории захвата проходили далеко от Земли.

В связи с выполненным В.А. Егоровым и в большинстве других работ анализом траекторий КА от Земли к Луне следует отметить два обстоятельства. В.А. Егоров [1] сделал оценку возмущения Солнцем D F_S движения точки в сфере действия Земли, при r F_E , D F_S / F_E D F_S / F_E пределы, то недалеко.

Выполненный В.А. Егоровым анализ траекторий полета от Земли к Луне в рамках указанной модели – системы Земля – Луна – имел фундаментальный характер и послужил основой определения практически всех траекторий полета от Земли к Луне. Эти траектории имеют ряд общих черт и иногда сейчас называют траекториями “прямого” полета. Для примера на рис. 1 приведена схематично траектория полета к Луне советского КА «Луна-9», запущенного 31.01.1966 г. и осуществившего 3.02.1966 г. первую мягкую посадку на Луну [9].

Для этой траектории время полета на Луну составляет

3.5 сут. КА удаляется от Земли на расстояние до

405 тыс. км. Подлет к Луне осуществляется по гиперболической селеноцентрической орбите, скорость «на бесконечности» V _¥ » 1 км/ c , скорость торможения при посадке D V ₂ » 2600 м/ c .

На рис. 2 представлена схема траекторий полета советского КА «Луна-10», запущенного 31.03.1966 г. и выведенного впервые на орбиту искусственного спутника Луны (ИСЛ) 3.4.1966 г. [9]. Эта траектория имеет примерно те же характеристики, что и траектория КА «Луна-9», только после торможения получается не нулевая скорость, а эллиптическая для орбиты с периселением H _p = 350 км, апоселением H _a = 1017 км, поэтому скорость торможения меньше, D V ₂ » 0,75 км/с.

В таблице 1 в первой колонке (прямой полет) приведены основные характеристики данного класса траекторий полета к Луне. Они осуществляются в гравитационном поле системы Земля – Луна, расстояния до Земли меняется до

400 тыс. км, время полета до Луны не превышает

5,4 сут. Захвата Луной нет, КА подлетает к Луне по гиперболе со скоростью V _¥ » 0,8 –

Источник