Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
На современном этапе развития науки и техники при движении в космическом пространстве в большинстве случаев применяются устройства, в основе действие которых лежит реактивная сила. Для ее создания от тела отбрасывается каким-то способом некоторая масса вещества с ненулевой относительной скоростью. Существенным недостатком подобных устройств является то, что необходимо отбрасывать массу вещества. То есть это вещество в каком-то виде должно быть заранее запасено в устройстве. Очевидно, когда запасы этого вещества ввиду их очевидной ограниченности закончатся, устройство перестанет создавать реактивную силу.
На сегодняшний день существуют теоретические исследования по созданию возможных устройств, принцип действия которых основан не на реактивной силе, а на искусственно создаваемой кривизне пространства времени-времени [1-6]. О практической реализации подобных устройств пока речь не идет.
Способ создания силы отталкивания, предлагаемый в данной работе, как представляется, может быть реализован уже на современном уровне развития технологий.
Для изложения метода создания силы отталкивания понадобится описание движения малого тела массой вблизи массивного сферического тела массы , m<<M . Уравнение траектории в плоскости движения согласно [7], в полярной системе координат, связанной с центром тела , имеет вид
с учетом обозначений и , м3/(кг с2) — гравитационная постоянная, — константа, которая определяет тип орбиты.
Для значений эксцентриситета можно принять в точке, в которой минимальное расстояние от траектории до центра тела равно и где вектор скорости тела направлен перпендикулярно радиус-вектору (точка А на рис.1). Тогда .
Пусть величина скорости малого тела при задана в виде
где число .
Уравнение траектории движения (1) в этом случае можно записать в виде
Стоит отметить, что значение соответствует круговой орбите малого тела. Рассмотрим движение малого тела при . Пусть А – точка траектории, в которой , расстояние до центра тела равно минимальному и где вектор скорости тела направлен перпендикулярно радиус-вектору (рис. 1).
В некоторой точке траектории Bc координатами вектор скорости малого тела уже не будет направлен перпендикулярно радиус-вектору , а значит и вектору силы гравитационного притяжения , так как траектория в этом случае не является окружностью.
Приближенная оценка величины угла между вектором скорости тела и радиус-вектором для малой величины угла приводит к выражению
Таким образом, при вблизи точки А справедливо , поэтому .
Предположим, что в точке В малое тело упруго отражается от некоторой стенки, и после удара движется в обратном направлении по той же траектории. Дойдя до точки А, тело опять упруго отражается от стенки и движется опять по той же траектории до точки В, где снова отражается и т. д. Вектор силы , действующей на стенку в точке В при упругом отражении малого тела, можно представить в виде суммы
так, что вектор направлен перпендикулярно вектору силы гравитационного притяжения , а вектор направлен параллельно, но противоположно (рис. 2). Следовательно, можно сделать оценку величины проекции :
Изменение вектора импульса малого тела при отражении от стенки равно импульсу средней (по времени силы) , действующей на малое тело со стороны стенки при ударе:
Величину интервала времени в (7) можно оценить как время между двумя последовательными ударами малого тела о стенку в точке B. С учетом третьего закона Ньютона и закона сохранения энергии из (7) для (6) получаем выражение
Теперь предположим, что из точки А одновременно начинают двигаться два одинаковых малых тела – левое (L) и правое (R) в противоположных направлениях с одинаковыми начальными скоростями. При этом оба тела одновременно упруго отражаются от стенок и после возвращения в точку А опять отражаются и т. д. Пусть все три стенки составляют единую конструкцию (рис. 3), в этом случае суммарная средняя сила, действующая со стороны малых тел на конструкцию, будет направлена против силы тяжести
так как перпендикулярные составляющие вида в (5) в сумме дают нулевой вектор
.
В этом случае величина силы (9) в два раза больше, чем (8):
Пусть — ускорение свободного падения на расстоянии от центра большого тела, тогда с учетом (2) выражение (10) примет вид
Величину в (2) можно трактовать как отношение скорости тела к скорости движения по круговой орбите радиуса . Вблизи поверхности Земли можно оценить верхний предел величины как отношение скорости света м/с к первой космической скорости м/с: . То есть две частицы массами m каждая могут создать силу (11), величина которой не превосходит значения .
Если кинетическую энергию малого тела записать в виде , тогда и при из (11) следует
Следовательно, при постоянной кинетической энергии частиц величина силы отталкивания (12) уменьшается при удалении от большого тела.
