Array Коллектив авторов - Маленькие рассказы о большом космосе

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.

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?

Одна из гипотез происхождения облаков-спутников такова: метеоры с огромной скоростью ударяются о поверхность Луны. От такого удара поднимаются столбы пылевидных частиц, движущихся с большой скоростью. Некоторые из них могут достигнуть устойчивых точек либрации и остаться вблизи них, как снежинки в метель задерживаются в ямах и оврагах. Другие же частицы, совершив петлю вблизи точки либрации, движутся дальше. Но количество метеоров, попадающих на поверхность Луны, не всегда одинаково. В определенные дни года происходят столкновения с целым роем их — метеорным потоком. Значит, если гипотеза верна, то в эти периоды пятна должны быть лучше различимы за счет увеличения числа частиц-путешественниц, для которых точки либрации только небольшой полустанок. Таких наблюдений пока не проводили. Им еще предстоит подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.