Советские и американские космические аппараты уже не раз побывали на Луне. Инженеры и ученые различных стран мира вынашивают новые грандиозные по своим масштабам планы освоения Луны, продолжают разрабатывать и исследовать новые маршруты полетов к Луне, учитывая бурный рост и совершенствование космической техники. При этом в качество единственного транспортного средства, безусловно, предполагается использование ракетных космических аппаратов, движение которых подчиняется известным законам небесной механики. Возникает вопрос: а не существует ли принципиальной возможности достижения Луны либо возвращения с нее на Землю иными способами, скажем, без применения ракетной космической техники? Да, в принципе такая возможность есть... Она, безусловно, носит оттенок фантазии, но существо ее подтверждается точными математическими расчетами.
Идея. Этот опыт провести совершенно несложно. Возьмите два магнита и кусочек железной проволочки такой, чтобы длина ее была немного меньше расстояния между полюсами. Затем прислоните проволочку к одному из магнитов. За счет воздействия сил магнитного поля проволочка повиснет в воздухе и останется в равновесии, если даже магниты слегка покачивать или вращать, не слишком меняя их относительного положения. Если постепенно уменьшать длину проволочки, то при некоторой определенной длине устойчивое равновесие ее нарушится и она притянется к полюсу, на который опиралась.
Опыт можно усложнить, заменив часть проволочки, опирающейся в полюс, кусочком нитки. При некотором сочетании длин нити и проволочки нить окажется натянутой, а проволочка, продолжая нить, снова сохранит устойчивое равновесие.
А теперь распространим этот опыт на космические масштабы. Земля и Луна — это тоже два своеобразных магнита, постоянно притягивающихся друг к другу, только не магнитными силами, а силами гравитации. Земля и Луна вращаются друг относительно друга, только слегка меняя взаимное положение.
Напрашивается мысль — а почему бы между Луной и Землей, как между полюсами магнита, не протянуть нить-трос, один конец которого прикрепить к Луне, а второй оставить свободно висящим над Землей? Подобно проволочки с нитью в магнитном поле, трос будет находиться под действием притяжения Луны и Земли, и, очевидно, можно подобрать такую длину его, когда он окажется натянутым.
Луна не станет препятствовать натяжению троса и сматывать его на себя, поскольку все время смотрит к Земле одной стороной. Трос окажется как бы подцепленным одним концом к Луне, как к гвоздю в стене, тогда как другой конец свободно повиснет над Землей. А потом этот натянутый трос можно использовать...
Впрочем, об этом позже. Вначале нужно более детально познакомиться с космической системой Земля-Луна, обсудить основные проблемы, которые могут возникнуть при выборе материала троса, его длины, способа натяжения и обеспечения устойчивого равновесия.
Космическая система Земля — Луна. Благодаря воздействию взаимных сил притяжения Луна не покидает Землю и вращается вокруг нее, совершая один виток относительно звезд за 27дней 7часов 43 минут И сек. (так называемый сидерический период обращения). В связи с этим часто прибегают к приближенной схеме, полагая, что спутник Луна движется по эллипсу, который вращается в своей плоскости с запада на восток (с периодом около 9 лет) и одновременно вокруг оси эклиптики с востока на запад с периодом приблизительно 18,6 лет. Устойчивой характеристикой является период врашения Луны и соответствующие ему средние расстояния между нашей Землей и спутником Луной. Вследствие движения Луны не по круговой орбите скорость ее обращения вокруг Земли неравномерна, в то время как обращение Луны вокруг оси, можно сказать, равномерна. За счет этого поверхность Луны периодически проворачивается относительно направления на Землю на угол, составляющий около 8°. Кроме того, из-за несферичности Лупа стегка покачивается в ту и другую сторону примерно на 1—2 угловые минуты за 3 года. Эти эффекты в небесной механике называются либрациями Луны. В результате либрации Луны видимые с Земли отдельные точки поверхности ее не остаются неподвижными на фоне видимого диска, а совершают незаметные невооруженному глазу колебания.
Таковы основные особенности космической системы Земля-Луна, хотя они и не исчерпывают других тонкостей в движении системы Луны и Земли.
