HЬЮТОНОВСКАЯ МЕХАНИКА ─ ГЛАВНЫЙ ТОРМОЗ КОСМОНАВТИКИ

HЬЮТОНОВСКАЯ МЕХАНИКА ─

ГЛАВНЫЙ ТОРМОЗ КОСМОНАВТИКИ

Владимир Юровицкий

 

Космонавтика ─ самое выдающееся деяние человечества за все время его существования. И мы по праву гордимся, что наша страна ─ СССР ─ внесла в процесс космического делания самый большой вклад. И если Человечеству суждено жить тысячи или миллионы лет на далеких звездах и в галактиках, то и в тех фантастически далеких временах и пространствах имя «ГАГАРИН» будет сиять впереди самых великих человеческих имен.

 

После первого запуска спутника прошло более 55 лет. За это время человек освоил околоземное космическое пространство и совершил путешествие к ближайшему естественному космическому объекту Луне. Беспилотные космические аппараты обследовали Солнечную систему

Но в настоящее время ощущается кризис космического целеполагания. механическое наращивание количества полетов, как с человеком, так и  без оного, уже не дают удовлетворения обществу, хотя и стоят эти полеты дорого. Единственная новая цель в космонавтике, которая интенсивно обсуждается, есть пилотируемый полет на Марс. Но его целесообразность многими подвергается сомнению.

В чем же главная проблема нынешнего этапа космонавтики?

Современная космонавтика является космонавтикой инерциальной или невесомостной. Реактивный двигатель есть лишь стартовый ускоритель, благодаря которому задается начальная скорость. А дальше весь полет происходит по инерции, в невесомом состоянии на борту корабля. И если для неживой техники невесомое состояние не оказывается серьезным барьером, то для человека невесомое состояние представляет барьер. Человек не может существовать длительное время в невесомости.

Новый этап развития космонавтики требует перехода на новый тип космического перемещения – весомостный полет. В таком полете человек должен находиться в весомом состоянии сравнимым с весомым состоянием человека на Земле в течение всего врем ени полета.

И здесь мы видим, что главным препятствием к разработке новых средств космических путешествий является механика Ньютона.

Ведь необходимо исследование путей создания весомых состояний, управления этими состояниями, исследование связи между состоянием космического объекта и кинематикой его в гравитационном пространстве. Но в классической механике вообще нет понятия весомости. Как же можно разрабатывать новые космические технологии, если нет не только соответствующей теории, но отсутствуют даже сами эти понятия.

Возьмем другой пример. Основной закон ньютоновской механики есть так называемый Второй закон Ньютона, который общеизвестен

=m

Но в космонавтике этот закон практически бессмыслен.

Для определения движения космического корабля с работающим двигателем в соответствии с этим уравнением надо знать реактивную силу и массу ракеты.

Реактивная сила определяется расходом топлива, его характеристиками и устройством и характером работы двигателя. Эти связи определяются на стендовых испытаниях. Но непосредственно во время полета определение реактивной силы по характеристикам работы двигателя представляют большую сложность и, как правило, невозможно.

Не менее большую проблему представляет и определение массы космического корабля. Космический корабль есть система с переменной массой  и высокоточные измерения массы ракета непосредственно в полете практически невозможны.

Таким образом, мы видим, что Второй закон Ньютона для решения главной задачи космической механики ─ определение кинематики полета ─ практически не может быть использован.

Механика Ньютона неспособна объяснить важнейший феномен космонавтики – феномен невесомости. До выхода человека в космос в механике вообще не было этого понятия.

После обнаружения пришлось его каким-то образом вводить в механику. Увы, эти «вводы» не выглядят убедительно и не основаны на фундаментальных понятиях ньютоновской механики.

Рассмотрим теперь типичную задачу космической механики в условиях полета вдалеке от Земли. В этих условиях все наблюдение за космическим пространством и управление движением космическим корабля должно быть возложено на самих космонавтов, т.е. происходить в режиме автономного управления. Понятно, что для решения острых проблем, например, предотвращения столкновения с летающими в космосе вещественными фрагментами, недопустимо вести кинематические расчеты, к примеру, в Солнечной системе отсчета. Ведь в этой системе отсчета наблюдаемые расстояния могут определяться сотнями миллионов километров. А точность взаимного движения корабля и космического фрагмента может требоваться  до величин порядка метров. Ясно, что в Солнечной и любой иной внешней системе отсчета обеспечить такую точность невозможно.

 Значит, естественной системой отсчета в автономном космическом путешествии может быть только система отсчета самого космического корабля. В этой системе отсчета нужно уметь описывать движение всех внешних тел.

Представим себе задачу. Космический корабль движется в гравитационном пространстве с включенными двигателями и одновременно осуществляет маневр разворота. И надо суметь в такой системе отсчета описать движение произвольных, как свободных, так и несвободных внешних тел. Может ли современная (ньютоновская) механика решить подобную задачу?  Увы, она не способна решать такие задачи. Она решает задачи только в инерциальных системах отсчета или в простейших неинерциальных, например, в стационарной вращающейся системе отсчета. А достаточно сложные, но реальные задачи автономной космонавтики современная механика решить просто не способна. Современная космонавигация в одном полетном задании использует порой до десятка систем отсчета. Но единственной, естественной универсальной системы отсчета – системы отсчета самого космического корабля ─ не может использовать. У нее нет для этого необходимого теоретического инструментария ─ уравнения движения произвольного тела в произвольном пространстве в произвольной системе отсчета.

Ньютоновская механика есть в настоящее время и главный инструмент наблюдательной астрономии. И здесь перечень задач, которые она не способна решить или решает их заведомо неправильно, поистине обширен. Вот только небольшой список таких задач:

─ движение Луны вокруг Земли в присутствии Солнца, притягивающего (по Ньютону) Луну с силой в два с лишним раза большей, чем это делает Земля;

─ орбитальной движение Меркурия с таинственным движением по ее перигелия;

─ движение звезд в галактике, которое по Ньютону должно замедляться по мере удаления от центра галактики. Но реальное движение прямо обратное, скорость движения звезд растет по мере их удаления от центра галактики. Нынешние механики не смогли придумать ничего лучшего для спасения ньютоновской теории как сочинить феномен невидимых масс. Почти как в одесском анекдоте: «И эти люди говорят, чтобы мы не ковыряли в носу (Комиссия по борьбе с лженаукой)»;

─ поиск мифических гравитационных волн, хотя простейших анализ теоретических и практических гравитационных фактов заведомо показывает, что такой поиск можно вести еще сотни лет;

─ представление о черных дырах, взятое из эйнштейновской метрической гравитационной теории, физически противоречащей ньютоновской силовой концепции гравитации. И др.

Таким образом, только создание новой механической теории, опирающейся на факты и потребности космонавтики, позволит открыть перед космической деятельностью новые перспективы и смыслы.

Подробности на http://yur.ru