Неспециалистам трудно себе представить, насколько сложна эта задача. В течение многих десятилетий она исследовалась крупнейшими математиками, но до последнего времени удавалось получить лишь небольшое число ее частных решений.
С изобретением электронно-счетных машин положение изменилось. Значительно облегчая утомительный труд вычислителя, машины позволяют быстро решать сложнейшие задачи, в том числе и «ограниченную задачу трех тел».
Итак, даны три тела: Земля, Луна и ракета. Масса последней ничтожно мала в сравнении с массами Земли и Луны. Известно, как движется Луна относительно Земли. Считая известными скорость и направление вылета ракеты с Земли, надо найти, как будет совершаться полет ракеты к Луне.
Такая задача впервые и с достаточной полнотой была решена в Математическом институте Академии наук СССР советским ученым В. А. Егоровым. В течение двух лет (1953–1955) электронные машины, управляемые человеком, прокладывали возможные пути к Луне. С удивительной легкостью находили они множество решений, из которых затем можно было выбрать самые удобные и практически осуществимые.
И вот главнейшие результаты проделанной В. А. Егоровым работы.
В пространстве, разделяющем Землю и Луну, возможные пути свободного (то есть без работы двигателя) движения весьма разнообразны. Их можно разделить на несколько групп: в каждой будут объединены сходные траектории.
Рассмотрим прежде всего облетные траектории. Двигаясь по ним, ракета совершает облет Луны, не снижаясь на ее поверхность. Вероятно, что первые разведки нашего спутника начнутся именно с таких облетов.
Среди возможных облетных траекторий есть и такие, которые охватывают собой и Луну и Землю. Запущенная по такой траектории ракета превратилась бы одновременно в искусственный спутник Земли и Луны. Было бы, конечно, очень хорошо, если такой спутник «общего пользования» подходил близко к поверхности Земли и Луны. Однако это, как доказал В. А. Егоров, невозможно. Если облетная траектория подходит близко к поверхности Луны, то от Земли она будет отстоять на минимальном расстоянии в 100000 километров! О запуске ракеты с такой высоты пока не может быть и речи. Значит, создать спутник, который бы периодически облетал Землю и Луну, давая с помощью радио и телевизионного устройства информацию о виде Луны с близкого расстояния, нельзя.
Другой вариант разведывательного облета Луны был разработан ленинградским астрономом профессором Г. А. Чеботаревым. Рассчитанная им орбита охватывает только Луну, но двумя своими нижними концами как бы упирается в Землю. Это означает, что ракета, запущенная с Земли по данной траектории, облетит вокруг Луны и, подобно бумерангу, вернется в исходную точку.
Всего 30000 километров будут отделять ракету от Луны в момент наибольшего сближения этих тел. Пять суток потребуется, чтобы долететь до нашего спутника, около двух суток ракета будет находиться вблизи лунной поверхности, а затем через пять суток возвратится на Землю.
Проект профессора Г. А. Чеботарева весьма заманчив. Правда, здесь нельзя забывать о необходимости найти способ затормозить ракету при ее падении на Землю. Это можно сделать, например, с помощью реактивного тормоза, то есть дополнительного реактивного двигателя, установленного на ракете. Включаясь в нужный момент по радиокоманде с Земли, тормоз будет выбрасывать газы в направлении полета ракеты и тем самым замедлит ее движение. Когда скорость ракеты снизится, из нее выбросятся контейнеры. Снижаясь на парашютах к поверхности Земли, эти контейнеры доставят в руки исследователя ценнейшие данные первой разведки Луны — фотографии ее невидимого полушария, крупномасштабные снимки поверхности и многое другое.
Разведку Луны можно произвести и с помощью траекторий, названных В. А. Егоровым долетными. При всем их разнообразии у них есть общая черта: они начинаются с Земли и возвращаются к Земле, пролетев около Луны на близком расстоянии.
Наконец, представляют большой интерес траектории попадания в Луну. Это своеобразная «стрельба по Луне». Весь перелет ракеты от Земли до ее спутника, как показал расчет, займет несколько десятков часов.
