Измеряя направления на небесные светила, углы между направлениями на центры, угловые размеры диаметров планет (Солнца, Луны) или расстояния до их центров и комбинируя эти методы определения поверхности положения, можно получить несколько способов вычисления координат в межпланетном полете. Например, в результате измерения углового диаметра планеты или Солнца и направления на две звезды, получаются сферическая и две конические поверхности положения с общей вершиной в центре планеты (Солнца). Линии пересечения сферы с конусами являются окружностями, в пересечении которых получаются две точки М1 и М2. Одна из этих точек и является действительным местоположением космического корабля (рис. 44, а).
Рис. 44. Определение местоположения в точке пересечения трех поверхностей положения: а — пересечением сферы с двумя коническими поверхностями; б — пересечением двух сферических поверхностей с конусом; в — пересечением трех сферических поверхностей
Нетрудно видеть, что этот метод аналогичен рассмотренному выше методу астрономического определения места самолета в полете, основанному на измерении высот двух небесных светил.
В результате измерения диаметров двух планет (или планеты и Солнца) и направления на звезду местоположение космического корабля получается в одной из двух точек пересечения двух сферических поверхностей и поверхности конуса (рис. 44, б).
Измерение диаметров трех небесных светил солнечной системы или расстояний до их центров дает еще один способ определения координат космического корабля. В этом случае получаются три сферические поверхности положения. Одна из двух точек пересечения этих поверхностей определяет координаты космического корабля (рис. 44, в).
Кроме рассмотренных, возможны и другие способы определения местоположения по поверхностям положения. Возможно также использование поверхностей положения какой-либо иной геометрической формы. Но всегда их должно быть не менее трех. Только в этом случае их пересечение дает координаты космического корабля.
Необходимо отметить также, что при астрономических методах навигации весьма важно с большой точностью измерять время. Ошибки, даже небольшие, в определении этого навигационного элемента существенно скажутся на точности определения координат космического корабля.
Применение каждого из методов космической навигации в различных условиях полета имеет свои преимущества и недостатки, касающиеся главным образом точности определения местоположения. Так, для ближней навигации, т. е. для ориентировки вблизи планеты назначения, и для обеспечения последующей посадки на нее космического корабля относительно лучшие результаты дает метод, основанный на измерении угловой величины видимого диаметра до планеты или расстояния до ее центра и на измерении углов между направлениями на центр этой планеты и на две звезды.
Для дальней космической навигации лучшие результаты дают методы, основанные на измерении угловых величин между направлениями на небесные светила, например между направлениями на центр планеты (Солнца) и на две звезды или между направлениями на центры трех планет.
Совершенно очевидно, что астронавигационная система должна вырабатывать координаты космического корабля непосредственно в момент измерения, без всяких дополнительных расчетов, что возможно только при полной ее автоматизации.
Определяя местоположение космического корабля пеленгацией небесных светил и имея в результате этого последовательно несколько точек координат корабля, по времени полета и расстоянию между точками координат корабля можно определить и скорость его полета. Точность определения скорости будет прямо пропорциональна промежутку времени между двумя измерениями. Однако эта точность из-за различных ошибок измерения будет недостаточной для быстро летящего космического корабля. Поэтому для определения всех навигационных элементов полета, помимо астронавигационной системы и радиотехнических средств, понадобятся еще такие навигационные средства, как гироориентатор или инерциальная система, суммирующая ускорения движения корабля.
Ориентировка в космическом пространстве — новая, практически еще не проверенная область навигации.
Приложение. Звездная карта северного и южного неба
Звездная карта северного неба
Звездная карта южного неба
Точками солнцестояния (летнего и зимнего) их называют потому, что в этих точках склонение Солнца изменяется очень медленно (не более чем на 1' за сутки), а в дни равноденствий его склонение изменяется за сутки быстро — на 23—25'.
Линия, в каждой точке которой азимуты светила равны между собой
