Нариманов Г.С. Основы теории полета космических аппаратов (1972) (1246632), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Их главные максимумы приходятся на расстояние 6200 км и равны соответственно 104 см †' и 5 10» ем †'. Подтвердились данные о том, что атмосфера Венеоы обладает свойством сверхпреломления: радиосигналы на критическом уровне огибают всю планету. Для максимального дипольного магнитного момента Венеры найдено, что он не превышает 0,01 земного [55[. Советские межпеанетные станции «Венера-5» и «Венера-6», стартовавшие 5 и !О января 1969 г., достигни Венеры соответственно !6 и !7 мая !969 г. Фронт изменениы потоков плазмы был пройден на расстоянии около 30000 км от центра планеты. Паоле сокращения этого расстояния до 10000 км плотность водородной короны оказалась рав.
иой 100 атомам в кубическом сантиметре. Отделившиеся спускаемые аппараты станций, имеющие массу по 405 кг каждая, вошли в атмосферу Венеры с ночной ее стороны на удалении примерно 2700 км от линии терминатора и впервые в мире провели совместный эксперимент по глубокому зондированию ее атмосферы. Забор проб атмосферного газа для анализа на каждом спускаемом аппарате проводился дважды (табл. 1.9). Таблииа йр „Венера-6" .Венера-5" Забор пробы Давление, МПа Температура, 'С Температура, С Давление, МПа -0,1 0,06 -60 150 -0,5 225 -1,0 Был определен следующий состав атмосферы: 93 — 97«й СОь 2 — 5Тс Хз (вместе с инертными газами), менее 0,4сй О,.
Содержание паров воды на уровне высот, соответствующих давлению 0,06 МПа (0,6 атм). составляет 4 — 11 г/мз. Для каждого спускаемого аппарата было получено свыше 70 измерений давления в интервале от 0,05 до 2,7 МПа (от 0,5 до 27 атм) и свыше 50 измерений температуры в интервале от 25 до 320'С. Измерения давления, температуры и плотности производились на участке протяженностью около 40 км с точностью до нескольких процентов. Зависимость температуры от высоты мало отличается от адиабатической. Высоты, соответствующие одинаковым значениям давления и температуры, по измерениям двух спускаемых аппаратов различаются на !2 — 16 км, что можно обьяснить наличием в рельефе планеты значительных неровностей.
Энергетическая освещенность атмосферы оказалась не выше порогового значения 0,5 Вт/м'. Исключение представляет зарегистрированная спускаемым аппаратом станции «Венера-5» за 4 мин. до прекращения радиосвязи освещенность, равная 25 Вт/мэ. На основании данных, полученных с помощью космических аппаратов, можно считать, что давление нэ поверхности Венеры достигает примерно !О МПа (!00 атм), а температура 50(т С.
1.3.5. Земля и околоземное пространство Гравитационное поле и фигура Земли Гравитационным нолем Земли называется поле сил тяжести, характеризуемое потенпиалом сил тяжести йт и ускорением К. Потенциал сил тяжести )Р=(7+ У, где П вЂ” потенциал сил притяжения; У вЂ” потенциал центробежных сил. Певтробежная сила возникает в результате вращения системы координат, жестко связанной с планетой. Потенциал ценгтэобежной силы У = — и гзсоззу, 1 2 3 33 2 3669 где ыэ — угловая скорость вращения Земли вокруг своей оси, равная 7,29211 10-' с-'! г — расстояние от центра масс Земли до точки пространства, в которой рассчитывается потенциал; <р †широ этой точки.
Потенциал сил притяжения длл сферической модели Земли, когда плотность является функцией только расстояния от центра, где р=)М=очч=3,98602 10' кмз/сэ; 7 — гравитационная постоянная; М вЂ” масса Земли. Ускорение силы притяжения в этом случае направлено к центру Земли, и его величина 2 Следующим приближением к действительной форме Земли является эллипсоид ерищения, называемый эемньси эллилсоидом.
Для характеристики размеров и формы земного эллипсоида используются (см. рис, 1.10) большая полуось о, малая полуось Ь, сжатие а и эксцентриситет е, причем Сжатие а Референц-эллип- саид Большая полуось авм Государство СССР Италия, Египет, Финляндия Египет США, Канада Норвегия, Югославия, Польша ' П С.
Закатов. Курс 6378245 6378388 Крас овс кого* Хайфорда 1:298,3 1:297,0 Гельмерта Кларка 1 Бесселя 6378200 6378206 6377397 1: 298,3 1; 295,0 1:299,15 высшей геодезии. М., Геодезиздат, 1953. и — Ь а= — —; Рис. 1. 1О. Основные характеристики земного эллнпсоида с )' иэ — Ьз е = †.—. = ) 2а — аз. а и Расстояние от центра земного эллипсоида до его поверхности г,=а о 1 — ет(2 — еа) гйпз у„ / 1 — а(2 — а)(2 — 2а+ аз) з!па у„ =а 1 — еа гйпэ уг )/ 1 — а(2 — а) з(пате где грг — геодезическая широта, связанная с геоцентрической широтой гр формулой !П у .= (1 — Еа) !П тг == (1 — а)З 1П Ег.
С ошибкой не более 80 м радиус гч и высота Ь над эллипсоидом имеют значения гз = а(1 — аз!па у); Й = г — а(1 — аз!па 7). Общий земной эллипсоид наиболее правильно представляет всю поверхность Земли. Референц-эллипсоид — эллипсоид, наилучшим образом представляющий тот или иной район поверхности Земли.
В СССР в качестве референц-эллипсонда принят эллипсоид Ф. Н. Красовского. Размеры общего зеыного эллипсоида и взаимная ориентация референц-эллнпсои. дов постоянно уточняются. Характеристики некоторых референц-эллипсондов приведены в табл. 1.!О. Таблица А!О В качестве следующего приближения к действительной форме Земли после двухосного эллипсоида иногда рассматривается гргхосньгй ЭЛлилгаид. Однако определяется он неуверенно, поскольку трехосность имеет одинаковый порядок с другими аномалиямн формы Земли. Разность полуосей экваториального эллипса порядка 200 м, а большая полуось этого эллипса проходиг в районе 38' в.
дзь25' з. д. Практического применения трехосный эллипсоид не получил вследствие значительного усложнения всех формул. Потенциал уроненного эллипсоида вращения с точностью до величин порядка квадрата сжатия включительно аоо а 20 . аю (/ = + Ри1 ( яп т)+ РЮ ( 01п т), г гз гз (1.1) гле асэ, а20, а10 — некоторые константы; Р20( з!п у) н Рю( з!п у) — многочлены Лежандра, определяемые по формулам 3 1 Р20( з!п у) = — з!п2 у — —; 2 2 35 15 3 Р ( з!п у) =- — яп4 у — — з!п2 т+ —. 8 4 8 Для определения констант могут быть использованы выражения 3 15 а ==7"М=.:Та2 1 — а+ — т — та+...); 2 14 72 1 !О и20 =- — Т,а4 — а — а2 — — т + — та+ ...); ')3 3 7 "за 2 8 /7 5 а40= — Т,аа( — а' — — та+ ...), 35 12 2 7« где ы — угловая скорость вращения Земли; э у, — ускорение силы тяжести на экваторе; а — большая полуось общего земного эллипсоида. Численные значения констант по данным (97]1 а«4=3,986 !О' км'/с'! а,»= — 1,756.10" км'/с'! а«4=1,548!Оп км"/с'.
Выражение (! 1) называют нормальным потенциалом Земли. Так как член с коэффициентом а„на три и«рядка меньше члена с аю, то при некоторых расчетах движения космических объектов в качестве нормального потенциала принимают выражение '100 а20 У = — + — Р20(яп 7). г га Радиальная Ы, и меридианальная д составляющие ускорения силы притяжения (положительное направление отсчета я, — к центру Земли, я — на юг в горизонтальной плоскости) определяются по формулам аэо а20 а20 йг = + 3 Р20(01п у); йм = — Р21(з1п у), г2 г4 ' г4 где Р21(31п у) =- 3 яп у соз т.
(1.2) При точном расчете параметроа орбит спутников представление Земли в виде эллипсонда уже недостаточно. В таких случаях в качестве следующего приближения к лействительной поверхности Земли принямают ггоид — гипотетическую уроненную по. верхность потенциала килы тяжести, совпадающую с уровнем спокойного океана *.
Потенциал притяжения геоида может быть представлен в виде разложения по сферическим функциим и У = — + — „+, Д (алы соз тй+ зим а!п тй) Рлы( з!и у), аоо чь1 1 чь т (1 3) ~ таь и »1 0 * П Е. Эльяс берг. Введение в теорию полета ИСЗ. М., «Наука», 1965.
35 где а, Ьч«» — коэффициенты, определяемые из гравиметрических данных, а также по наблюдениям за движением ИСЗ; 5 — долгота; Р„ (яп ф) — присоединенные функции Лежандра степени и и порядка т. При ш=б выражение Рлл(ь!п гр) — многочлен Лежандра степени л. Сферической функцией степени л называется тригонометрический многочлен аида л 5(У, Е) = аоР э(юп У) + л~л (алт соь тЕ -|- Ь „, ьш тЕ) Рл (ь!и У).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
