Точность определения места самолета этим способом не зависит от величины горизонтального угла положения светил, поэтому в выборе их имеются большие возможности. Однако этот угол не должен быть близким к 0 или 180°, так как измерение его в этом случае даст большую ошибку, что соответственно внесет ошибку и в определение местоположения. Этот способ может быть применим и днем по наблюдениям Солнца и Луны, если последняя находится над горизонтом и ее фаза не близка к новолунию и полнолунию.
Существенным недостатком определения места самолета по наблюдениям двух светил является невозможность или ограниченность применения их днем. Большую часть светлого времени днем над горизонтом видно только одно светило— Солнце и только небольшое время — около 8% светлого времени в году — видна и Луна. Поэтому астрономические ориентаторы, методы работы которых основаны на пеленгации двух небесных светил, при всех их достоинствах (точность автоматической пеленгации и точность расчета координат самолета) ограничены в применении.
По наблюдению одного светила место самолета может быть определено измерением высоты светила и скорости ее изменения или измерением высоты и азимута светила.
Сущность определения места самолета при автоматическом измерении высоты и азимута какого-либо светила сводится к тому, что место самолета получается в точке пересечения двух линий положения: круга равных высот, полученного в результате измерения высоты светила, и линии равных азимутов [2], получаемой измерением азимута светила.
Этот метод определения местонахождения самолета астроориентатором в воздухе по своей идее весьма прост, однако точность вычисления координат при этом пока еще низкая главным образом потому, что азимут самолета определяется с малой точностью из-за больших ошибок при измерении истинного курса самолета. Для получения места самолета с ошибкой не более 10—20 км необходимо курс самолета измерять с точностью до 5—10'. Ошибка в определении курса в 1° дает ошибку определения координат до 100 км.
Метод определения места самолета автоматическим измерением высоты какого-либо светила и скорости изменения этой высоты предусматривает учет путевой скорости и угла сноса в полете. При этом навигационные элементы полета — путевая скорость (скорость полета относительно поверхности Земли) и угол сноса (угол между продольной осью самолета и направлением полета)—должны измеряться с достаточно высокой точностью.
В последние годы широко разрабатывается и применяется способ определения путевой скорости и угла сноса, основанный на использовании эффекта Допплера (изменение частоты отраженных от земли электромагнитных колебаний, излучаемых аппаратурой самолета в полете).
Аппаратура, работающая на этом принципе, дает высокую точность измерения путевой скорости и угла сноса.
ОРИЕНТИРОВКА В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ
Сбылась дерзновенная мечта человечества — созданное руками советских людей искусственное тело преодолело силу земного притяжения и вышло в космическое пространство. Запуск первого советского искусственного спутника Земли, открывший 4 октября 1957 г. эру завоевания космоса, стоит в ряду таких поворотных событий в истории развития человеческого общества, как открытие огня, изобретение паровой машины, открытие электрического тока и его действия на магнит, положившее начало электротехнике, взлет первого аэроплана, освобождение энергии атомного ядра.
Искусственные спутники Земли, представляющие собой научные лаборатории со сложной измерительной, вычислительной и передающей аппаратурой, доставили ценнейшие сведения о природе космоса и явлениях в нем, которые нельзя было получить иным путем. Впервые в истории человечества советские люди забросили вымпел на Луну, сфотографировали еще никогда и никем не виденную ее обратную сторону, запустили космическую ракету, вышедшую на орбиту вокруг Солнца и ставшую первой искусственной планетой солнечной системы.
В 1959—1960 гг. были выведены на орбиту вокруг Земли пять кораблей-спутников весом 4540—4700 кг с подопытными животными и другими биологическими объектами. 12 февраля 1961 г. с тяжелого искусственного спутника стартовала управляемая космическая ракета, которая вывела автоматическую межпланетную станцию на траекторию к планете Венере.
Огромные успехи нашей страны в освоении космоса подготовили космический полет человека. Это великое событие в истории культуры человечества совершилось 12 апреля 1961 г. В 9 ч 7 мин по московскому времени космический корабль-спутник «Восток» с человеком на борту поднялся в .космос и, совершив полет вокруг земного шара, благополучно вернулся на священную землю нашей Родины — Страны Советов.
Первый человек, проникший в космос,—советский человек, гражданин Союза Советских Социалистических Республик военный летчик майор Юрий Алексеевич Гагарин.
Через четыре месяца, 6 августа 1961 г., мир облетела весть еще об одном беспримерном подвиге советского народа. Космический корабль «Восток-2», управляемый гражданином Советского Союза майором Германом Степановичем Титовым, совершил более 17 оборотов вокруг Земли и, пробыв около 25 ч в космическом полете, благополучно приземлился в заданном районе.
Беспримерная победа человека над силами природы, величайшее завоевание науки и техники, торжество человеческого разума, войдет в века. Теперь уже недалек тот день, когда космические корабли полетят с человеком на борту к другим планетам, в другие миры. Путь к ним открыт. Началась новая эра завоевания космоса человеком.
Вероятно, полеты будут совершены сначала на ближайшие к нам небесные тела — Луну и планеты Марс и Венеру.
Эти небесные тела в значительной мере изучены, но многое в них непонятно и загадочно. Происхождение кольцевых гор и пылеобразной поверхности Луны, полярных шапок и спутников Марса, слоя облаков, окружающих Венеру, и множество других явлений объясняются пока только научными гипотезами, подлежащими практической проверке. Особенно интересен полет на Марс, где предполагается наличие жизни. Расстояние до этих небесных тел сравнительно невелико: минимальное расстояние до Луны 382 200 км, до Венеры — 40 000 000 км, до Марса — 56 000 000 км. Для космического корабля, летящего с минимальной начальной космической скоростью, продолжительность полета будет составлять: до Луны — 5 суток, до Венеры— 146, до Марса — 259 суток. Укажем для сравнения, что для полета на Плутон понадобится 30—40 лет.
Маршруты космических полетов рассчитываются так, чтобы движение по космическим траекториям после освобождения от силы притяжения Земли происходило под действием силы притяжения Солнца по эллиптической орбите, без работы двигателя и, следовательно, без затраты запасов энергии, имеющихся на корабле. Энергия корабля будет тратиться только для выхода на орбиту, кратковременного маневра на орбите и выхода на траекторию, обеспечивающую посадку на планету.
При выборе траектории полета космического корабля необходимо будет учитывать не только его энергетические возможности, но и ряд других важных факторов. Например, траектория полета не должна проходить вблизи Солнца, пересекать орбиты метеорных потоков, проходить в зонах с недопустимой величиной космической радиации.
Рис. 43. Поверхности положения: а — сфера; б — циклида, в — конус