Удаляется от Земли, значит летит вверх. А как летят подброшенные вверх предметы? Как летит, например, мяч, посланный к небу ногой футболиста? Он летит всё медленнее. Потом плавно заворачивает. Начинает падать вниз. И, падая, летит всё быстрее и быстрее.
Так же летит и наша «подброшенная вверх» ракета. Замедлив наверху свой полёт, она постепенно разворачивается и начинает всё быстрее лететь обратно к Земле. Скорость её при этом возрастает снова до 10 километров в секунду. Ракета проносится около самой Земли и снова удаляется в космос. Всё начинается сначала.
Про такую ракету говорят, что она «вышла на эллиптическую орбиту». Потому что её путь имеет форму вытянутого круга — эллипса.
Если разогнать ракету до 11 километров в секунду, её эллиптическая орбита вытянется до половины расстояния между Землёй и Луной. Но всё же ракета в конце концов повернёт и вернётся обратно, к Земле.
Совсем иное получится, если мы при запуске дадим ракете так называемую вторую космическую скорость — 11,2 километра в секунду.
Смолкли двигатели. Летит ракета. Удаляется от Земли. Уже прошла расстояние, как до Луны. Проходит ещё столько же. Ещё полстолька. От нашей планеты её отделяет теперь миллион километров!
Она уже совсем выдохлась. Летит всё медленнее, медленнее. Наконец совсем останавливается. Но… обратно, как её предшественницы, не поворачивает. На Землю не падает. Она ушла так далеко, что земное притяжение её уже не достаёт.
С земли такую ракету, конечно, не увидишь. Даже в телескоп. Слишком она маленькая и слишком до неё далеко. Но если всё же можно было бы её разглядеть, она казалась бы висящей на одном месте. Как на гвоздике. Ведь она не удаляется от нас и не приближается к нам.
На самом деле ракета, конечно, движется. Земля наша ведь не стоит. Она мчится вокруг Солнца по своей орбите. И ракета теперь тоже мчится вокруг Солнца. Примерно по той же орбите, что и Земля. С той же скоростью. А кажется неподвижной так же, как самолёт с другого, рядом летящего.
Вы скажете — ничего себе «рядом летящего». Между Землёй и ракетой миллион километров! Но вы забыли, что это расстояние велико только для нас, жителей Земли. А для космоса оно крохотное. Ведь от Земли до Солнца 150 миллионов километров! И если посмотреть на ракету и Землю издалека, так, чтобы они были видны вместе с Солнцам, то они покажутся летящими совсем рядом. Бок о бок.
Ну а если разогнать ракету при запуске ещё быстрее? Тогда, умчавшись на миллион километров, вырвавшись из оков земного притяжения, она, хоть и медленно, но всё же будет продолжать удаляться от Земли.
Земля движется. Поэтому ракету можно послать с Земли вперёд и назад. Так вот, если послать её вперёд, то, удаляясь от Земли, она будет лететь быстрее Земли.
Планеты — спутники Солнца. Для каждой планеты существует своя «круговая скорость». Для Земли она 30 километров в секунду. Только с этой скоростью Земля и держится на своей орбите. Если замедлить её движение, она начнёт круче заворачивать к Солнцу, сойдёт со своей орбиты внутрь, начнёт падать вниз, к Солнцу. А если увеличить скорость, путь её «распрямится», Земля сойдёт с орбиты наружу, начнёт подниматься вверх, от Солнца.
Так вот, наша ракета оказалась как раз в таком положении. Она летит быстрее Земли. Значит, её скорость больше круговой. Поэтому она покидает орбиту Земли и начинает подниматься вверх, к орбите Марса.
И здесь будет всё так же, как было со спутниками Земли. Подброшенный вверх спутник постепенно замедлит полёт, повернёт и начнёт падать обратно.
Можно так подобрать скорость спутника Солнца, что он поднимется как раз до орбиты Марса, коснётся её, а потом, падая вниз, вернётся к орбите Земли. Такая орбита называется «переходной эллиптической».
Мы говорили, как добраться от орбиты до орбиты. Но ведь нам нужно добраться с планеты на планету. А планета — это только маленькая точечка на орбите. Она движется. Сегодня она здесь, а завтра уже ушла на два с половиной миллиона километров дальше. Значит, надо прилететь к орбите Марса тогда, когда в это же место приплывёт и сам Марс. Должна состояться «встреча в условленном месте». Ни ракета, ни планета ждать не могут. Марс придёт, нас нет, — он уходит дальше. Мы придём, Марса нет, — мы тоже не можем стоять и ждать.
Поэтому, когда летишь с планеты на планету, нужно очень-очень точно рассчитать встречу. Из-за этого для старта годятся далеко не все дни, не все месяцы. Даже не все годы. Для полёта на Марс удобное время наступает только раз в два года.