А теперь из неизведанных глубин космоса вернемся на Землю и предположим, что заправленная ракета установлена на стартовом столе и готова пуститься в полет. Если развиваемая двигателями тяга меньше веса ракеты, то, выработав все топливо, ракета так и останется на стартовом столе. Постепенно увеличивая тягу, ее можно, наконец, уравнять с весом ракеты. Но и в этом случае полет не состоится: ракета просто перестанет давить на стартовый стол, но не сдвинется с места. Дальнейшее повышение тяги уже заставит ракету подниматься вверх. Однако, чем медленнее будет такой подъем, тем дольше должен работать двигатель, расходуя драгоценное топливо на преодоление земного притяжения. Значит, с целью экономии топлива выгоден как можно быстрый разгон ракеты, в пределе — мгновенный, импульсный, похожий на выстрел из пушки. В этом случае топливо не будет расходоваться на поддержание ракеты над Землей и целиком используется на ее разгон.
Аналогичная картина будет наблюдаться и при любых других маневрах, скажем, на орбитах ИСЗ, межпланетных полетах, посадках, взлетах и т.д. — словом, там, где проявляется ощутимое воздействие гравитационного ноля. Очевидно, что чем сильнее воздействие поля, тем значительней проявляется описанный эффект, поскольку при полете вне поля, как только что указывалось выше, он исчезает вовсе.
С целью экономии топлива целесообразно применение двигателей с большой тягой, причем чем меньше время его работы, тем выгоднее он оказывается. Иначе говоря, из двух двигателей, имеющих одинаковую удельную тягу, при проведении маневра выгоднее тот, который развивает большую тягу. Двигатель, работающий непрерывно в течение длительного времени, является менее экономичным, чем тот же двигатель, включающийся кратковременно, импульсами, но создающий большую тягу.
Казалось бы, что на этом можно поставить точку, поскольку вопрос о выборе характеристик двигателя в принципе решен однозначно. В действительности же дело обстоит иначе.
Конструкторы могут создать мощный ракетный двигатель с колоссальной тягой. Но допустимо ли это, например, по прочности конструкции, приборов, оборудования или здоровья космонавтов? Наверное, не всегда. Человеческий организм в состоянии выдержать только строго ограниченные перегрузки. С увеличением перегрузок необходимо также изготавливать более прочные приборы и оборудование, т. е. увеличивать их вес. Вследствие этого возникает некоторое ограничение на величину тяги, и с ним приходится сознательно соглашаться даже за счет ухудшения экономичности двигателя. Но это не все. Если предположить, что взлет ракеты производится с поверхности Земли, а ограничения на перегрузку (т. е. на величину тяги) отсутствуют, то быстрый набор скорости полета на малых высотах из-за сильного сопротивления атмосферы оказывается чрезвычайно невыгодным. Не случайно поэтому все взлетающие с Земли ракеты проходят плотные слои атмосферы с относительно небольшой скоростью и, только достигнув больших высот, начинают по-настоящему разгонятся. Для таких стартов баллистики находят так называемые оптимальные законы управления тягой, при которых суммарный расход топлива с учетом притяжения Земли и сопротивления атмосферы получается минимальным.
Во многих случаях выполнение заданной программы полета без заранее запланированных маневров космического аппарата просто принципиально невозможно. Например, если ставится задача выхода спутника на орбиту Луны, то этот выход может быть осуществлен в результате обязательного торможения при подлете к Луне. То же самое можно сказать и о возвращении от Луны к Земле — без соответствующего маневра космический аппарат останется вечным пленником Луны.
В других случаях маневр не является обязательным, хотя проведение его предусматривается программой полета. Когда автоматические станции «Зонд-6» или «Зонд-5» совершали облет Луны, то в принципе заданный им маршрут полета вплоть до возвращения на Землю мог быть выполнен без всяких коррекций. Но для этого потребовалась бы исключительно высокая точность наведения системы управления ракетой на участке разгона к Луне.
