Маленькие рассказы о большом космосе - [27]

17 ночей в сутки

Известно, что у истории есть заветное колесо, которое нельзя повернуть назад. Оно весело кружится только вперед и, видимо войдя во вкус, делает это все быстрей и быстрей.

Меняются стили в искусстве. Меняются жизнь людей и их представления о ней. Растут скорости. 96 минут 9 секунд — таков период обращения первого искусственного спутника Земли, запущенного 4 октября 1957 года.

Первые несколько витков, пока не сильно влияет атмосфера, спутник движется по замкнутой круговой или эллиптической орбите.

Отметим положение спутника относительно неподвижных звезд. Заметим, через сколько времени он вернется в ту же точку, сделав полный оборот вокруг Земли. Это время и есть период обращения. Иногда его называют сидерическим (звездным) периодом обращения. Человек, находящийся на одном из полюсов, если только он будет поворачиваться сам со скоростью суточного вращения Земли в сторону, обратную вращению, легко измерит этот период. Ведь относительно этого наблюдателя звезды неподвижны.

А что, если наблюдатель находится на экваторе и спутник движется в плоскости экватора с запада на восток? Пока спутник сделает полный оборот относительно небосвода, наблюдатель тоже повернется вместе с Землей и опередит спутник. Через некоторое время спутник нагонит наблюдателя и опять будет у него над головой. Время, прошедшее между двумя одинаковыми положениями экваториального спутника относительно наблюдателя, называется синодическим периодом.

Вообразим, что на Земле нет атмосферы и спутник летает по круговой орбите прямо у поверхности. Сидерический период его обращения был бы равен 84 минутам 25 секундам. Это самый короткий период. Чем больше радиус круговой орбиты спутника, тем меньше сила земного тяготения, тем медленнее движется спутник, да и путь ему нужно проделать больший. На высоте 265 километров ему нужно полтора часа, чтобы обогнуть Землю. Луне требуется для этого около четырех недель.

А можно ли так подобрать радиус орбиты спутника, чтобы сидерический период его обращения был равен 24 часам? Тогда спутник будет «висеть» над одной и той же точкой экватора. Оказывается, такой спутник должен находиться на высоте 35 800 километров над экватором. Он удобен для телевизионных передач на огромные расстояния.

Если спутник движется по эллиптической орбите, то период его обращения определяется только большой полуосью эллипса.

Любопытно, как меняется период обращения при движении спутника в атмосфере. Казалось бы, раз спутник тормозит в атмосфере, то он движется все медленнее; значит, больше времени тратится ка полный оборот, то есть возрастает период обращения. На самом же деле период обращения… уменьшается! Парадокс? Но объясняется это просто. Больше всего спутник тормозится в перигее, где более значительна плотность воздуха. Но из-за этого на следующем витке уменьшается высота апогея, а значит, возрастает скорость в апогее: ведь чтобы не упасть на Землю, приблизившись к ней, спутник должен двигаться быстрее. Получается, что средняя скорость спутника возрастает, а период обращения уменьшается.

Период обращения спутника — это сутки для космонавта. У Титова за одни земные сутки прошло 17 космических. Меньше полутора часов длились эти сутки. И 17 раз космонавт мог приветствовать восходящее светило. Николаев за четверо суток прожил 64 космических, а Быковский за 5 суток — 81.

Если дойти до точек

Искусственный спутник движется вокруг Земли на небольшой высоте. Кроме притяжения Земли, на него действует и Луна, однако ее усилия мизерны. На таком большом расстоянии ей не удается заметно изменить орбиту спутника. Другое дело, если он рискнет удалиться от Земли на значительное расстояние. Уж тут Луна так сумеет исказить его траекторию, что мать родная… Земля не узнает. И тогда могут случиться совершенно неожиданные казусы.

Есть пять удивительных точек: оказавшись в одной из них, тело так и останется там. Три из таких точек лежат на линии, соединяющей Землю и Луну, а каждая из остальных образует с центрами нашей планеты и спутника равносторонний треугольник. Эти точки называются точками либрации. Первые три неустойчивы: стоит телу немного отклониться от них, и оно будет постепенно уходить все дальше и дальше. Другие две устойчивы. И если тело оказалось вблизи одной из них, то оно будет колебаться около этой точки, как будто прикреплено к ней невидимой пружиной. Такие же замечательные точки есть в системе Солнце — Юпитер.

Астрономы давно заметили, что около устойчивых точек колеблется 13 небольших тел — астероидов: пять вокруг одной и восемь вокруг другой. Много было сделано попыток найти такие же тела около либрации Земли и Луны, но лишь совсем недавно польскому ученому К. Кордылевскому удалось сфотографировать около одной из точек либрации два слабо светящихся пятна, которые состоят из огромного количества частиц, настолько мелких, что различить их отдельно нельзя. Диаметр пятен примерно равен диаметру Земли. Но масса этих облакообразных спутников невелика. По расчетам Кордылевского, на один кубический километр приходится примерно одна частица.

Откуда же появились эти частицы, почему скопились они возле устойчивых точек либрации?