Күн жүйесінің гравитациялық өрісінің энергетикалық бейнесі
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v83.i4.07Кілттік сөздер:
Түйінді сөздер: Mathcad қолданбалы бағдарламалар пакеті, потенциалдық энергия графигі, «ауысу» нүктесі, планеталар шеруі, жалпыланған энергетикалық бейне.Аннотация
Мақалада Күн жүйесінде қозғалған ғарыш аппаратының (ҒА) басқа аспан денелерімен өзара әрекеттесу заңдылықтарын зерттеудің теориялық нәтижелері келтірілді. Ғарыштық аппараттың Күн және басқа планеталармен өзара әсерлесуін сипаттайтын байланыс энергиясының теңдеулері зерттелді. Біз траекториясы қарастырылып отырған аспан денелерінің центрлері арқылы өтетін ғарыш аппаратының түзу сызықты қозғалысын таңдадық. Аспан денелерінің өзара әсерлесу энергиясын зерттеу мақсатында гипотетикалық модель таңдалып алынды: «Күн және планета» жүйесінің планеталар парады жағдайындағы «бекітілген» моделі қарастырылды.
Бұл жұмыстың мақсаты - Жер, Венера және Күн центрлерін байланыстыратын түзудің әр нүктесіндегі бірлік массаның Күн жүйесінің гравитациялық өрісіндегі потенциалдық энергиясының мәндерін анықтау. Ол үшін ҒА-ның Жер бетінен Венера мен Күн бетіне орын ауыстыруы қарастырылды. Бұл орын ауыстыру Күн мен планеталардың орталықтары арқылы өтетін радиальдық координаталық ось бойымен жүреді.
Ғарыш аппараты мен басқа аспан денелері арасындағы байланыс энергиясы компьютерлік есептеулер арқылы зерттеледі. Компьютерлік құрал ретінде Mathcad қолданбалы бағдарламалар пакеті қолданылды. Mathcad пакеті көмегімен Күн жүйесінің жалпы потенциалдық энергиясының графигі жасалды. Mathcad пакетінің есептеу мүмкіндіктерін қолдана отырып, осы планеталардың потенциалдық энергиясының графиктері зерттелді. Ғарыш аппаратын Жер бетінен Венера бетіне (Меркурий немесе Күн бетіне) орын ауыстыру үшін қажет жұмыс мөлшері есептелді. Mathcad компьютерлік құралдары көмегімен әр планетаның маңайындағы нүктелердегі потенциалдық энергияның графигі зерттеді (планетаның потенциалдық шұңқыры).
Библиографиялық сілтемелер
2 Киттель Ч., Найт В., Рудерман М. Механика (Берклеевский курс физики) Учебное руководство. - Москва: Наука. Физматлит, 1983. - 448 с.
3 Feynman R., Leighton R., Sands M. The Feynman lectures on physics. Volume 2. - London: Addison-wesley publishing company, 1964. - 288 p.
4 Interplanetary flight. http://www.braeunig.us/space/interpl.htm
5 Connor Martz, Sheldon Van Middelkoop, Ioannis Gkigkitzis,
Ioannis Haranas ,Ilias Kotsireas. Yukawa Potential Orbital Energy: Its Relation to
Orbital Mean Motion as well to the Graviton Mediating the
Interaction in Celestial Bodies // Hindawi Advances in Mathematical Physics Volume 2019, Article ID 6765827, 10 pages https://doi.org/10.1155/2019/6765827
6 McNutt, R. L. Jr., Solar System Exploration: A Vision for the Next Hundred Years, IAC-04-IAA.3.8.1.02, 55th International Astronautical Congress, Vancouver, Canada, http://www.lpi.usra.edu/opag/mcnutt_IAApaper.pdf (2004).
7 Torres-Silva. “Electrodinámica Quiral: Eslabón para la Unificación del Electromagnetismo y la Gravitación”. Ingeniare. Revista chilena de ingeniería. Vol. 16 nº especial, pp. 6-23. 2008. URL: http://www. scielo.cl/scielo. php?script = sci_arttext&pid = S0718-33052008000400002&lng = es&nrm = iso>. doi: 10.4067/S0718-330520080004 00002.
8 Optimization of the interplanetary flight to Mars with three-pulse approach to Phobos based on Lagrange principle // Journal of Physics Conference Series 1864(1):012130. - May 2021. https://www.researchgate.net/publication/351756741_Optimization_of_the_interplanetary_flight_to_Mars_with_three-pulse_approach_to_Phobos_based_on_Lagrange_principle
9 Shane D Ross. The Interplanetary Transport Network // American Scientist 94(3):230. - May 2006 DOI:10.1511/2006.3.230 Virginia Polytechnic Institute and State University. https://www.researchgate.net/publication/260362544_The_Interplanetary_Transport_Network
10 Мукушев Б.А. Пакет прикладных программ Mathcad // Вестник КазАТУ. – 2022. - №2 (113). Ч.2. – С. 197-202.
11 Nelson F. Using mathcad to simplify uncertainty computations in a laboratory course // Computer Applications in Engineering Education. - 2014.- Vol. 23. - № 2. - P. 250-257.
12 Мукушев Б.А., Мукушев А.Б., Таширова М.Б., Аширбаева Д.Н., Калхаман К.С., Салмырза Г.Ж., Сахиева С.М. Реализация вычислительных экспериментов для изучения небесной механики на основе энергетического подхода // Вестник ЕНУ (Физика). - 2021. - № 3. - C. 25-34.
References
1 Levantovsky V. I., Mekhanika kosmicheskogo poleta v elementarnom izlozhenii [Mechanics of space flight in an elementary presentation]. - M.: Nauka. Fizmatlit, 1980 - 512 p. [in Russian]
2 Kittel Ch., Knight V., Ruderman M. Mechanica [Mechanics] (Berkeley Physics course) Textbook (Moscow: Nauka.Fizmatlit, 1983, 448 p.). [in Russian]
3 Feynman R., Leighton R., Sands M. The Feynman lectures on physics. Volume 2. - London: Addison-wesley publishing company, 1964. – 288 p.
4 Interplanetary flight. http://www.braeunig.us/space/interpl.htm
5 Connor Martz, Sheldon Van Middelkoop, Ioannis Gkigkitzis,
Ioannis Haranas ,Ilias Kotsireas. Yukawa Potential Orbital Energy: Its Relation to
Orbital Mean Motion as well to the Graviton Mediating the
Interaction in Celestial Bodies // Hindawi Advances in Mathematical Physics Volume 2019, Article ID 6765827, 10 pages https://doi.org/10.1155/2019/6765827
6 McNutt, R. L. Jr., Solar System Exploration: A Vision for the Next Hundred Years, IAC-04-IAA.3.8.1.02, 55th International Astronautical Congress, Vancouver, Canada, http://www.lpi.usra.edu/opag/mcnutt_IAApaper.pdf (2004).
7 Torres-Silva. “Electrodinámica Quiral: Eslabón para la Unificación del Electromagnetismo y la Gravitación”. Ingeniare. Revista chilena de ingeniería. Vol. 16 nº especial, pp. 6-23. 2008. URL: http://www. scielo.cl/scielo. php?script = sci_arttext&pid = S0718-33052008000400002&lng = es&nrm = iso>. doi: 10.4067/S0718-330520080004 00002.
8 Optimization of the interplanetary flight to Mars with three-pulse approach to Phobos based on Lagrange principle // Journal of Physics Conference Series 1864(1):012130. - May 2021. https://www.researchgate.net/publication/351756741_Optimization_of_the_interplanetary_flight_to_Mars_with_three- pulse_approach_to_Phobos_based_on_Lagrange_principle
9 Shane D Ross. The Interplanetary Transport Network // American Scientist 94(3):230. - May 2006 DOI:10.1511/2006.3.230 Virginia Polytechnic Institute and State University. https://www.researchgate.net/publication/260362544_The_Interplanetary_Transport_Network
10 Mukushev B.A. The package of applied Mathcad programs // Bulletin of KazATU. – 2022. - №2 (113). Part 2. – pp. 197-202. [in Russian]
11 Nelson F. Using mathcad to simplify uncertainty computations in a laboratory course //Computer Applications in Engineering Education. - 2014.- Vol. 23. - № 2. - P. 250-257.
12 Mukushev B.A., Mukushev A.B., Tashirova M.B., Ashirbaeva D.N., Kalhaman K.S., Salmyrza G.Zh., Sakhieva S.M. Realizaciya vychislitel’nyh eksperimentov dlya izucheniya nebesnoj mekhaniki na osnove energeticheskogo podhoda, Vestnik ENU (Fizika) [Implementation of computational experiments for the study of celestial mechanics based on the energy approach, Bulletin of ENU (Physics)], 3, 25-34 (2021). [in Russian]
