Звездолёт (СИ)

Точное изображение нашего звездолёта плыло по касательной где-то на периферии этой звёздной системы. Мы его увидели вблизи поля тяготения массивного компонента двойной системы. До полости Роша, по моим прикидкам было ещё очень далеко. «Если силовые линии поля тяготения гладкие, без возмущений, то в принципе паниковать не из-за чего. В запасе у природы есть спасительные точки Лагранжа! А если же там имеются неоднородности и невидимые гравитационные завихрения, то всё может быть»…

***

Мою мысль прервал негромкий голос заговорившего в чуткий микрофон сотрудника из астрономического центра «Скитальца-1001».

— Полость Роша представляет собой результат взаимодействия двух близко расположенных массивных звёзд, — начал оперативный доклад, подтянутый высокий человек, специалист по астрономии и астронавигации. — Её можно назвать гравитационной воронкой с тремя округлыми горбами на энергетической кривой. Очень интересное место! Особенно для пробных частиц, которые попадают в эту окрестность. Это и есть знаменитые поверхности Хилла. Наивысшая точка на каждом холме есть зона неустойчивого энергетического равновесия, когда шаг вправо, шаг влево и… траектория вашего-нашего звездолёта уже от вас-нас не зависит! Кинематика полёта нашего корабля такова, что мы можем оказаться пробной частицей на энергетических поверхностях Хилла.

— А если проще? — раздался голос из зала. — Очень заумно что-то.

— Пожалуйста. Если хотите проще, то «Скиталец» превратится в маленькую серую мышку в большой и крепкой мышеловке, выстроенной полями тяготения двойной звезды. С той крохотной разницей, — ни сыра, ни кусочка сала там не будет.

Он вздохнул и набрал озонированный воздух полной грудью:

— Математическое моделирование полёта даёт тысячи вариантов для маршрута нашего «Скитальца». Однако, это лишь модель. Не хватает опытных данных. Факты — упрямая вещь! Без них мы слепы, как трёхдневные котята. Нам нужна разведка полей тяготения вблизи полости Роша. Нам желательно знать реальные гравитационные потенциалы для околозвёздного пространства двойной системы Лиры-2. Вопрос в том — отправлять туда исключительно автоматические зонды или же быстрый клипер и малую разведгруппу?

— А есть какие-нибудь, ну я не знаю, дополнительные данные о том, что такое вообще — двойная звезда? — спросила новенькая в экипаже, недавняя практикантка, стажирующаяся у старшего помощника капитана и влюбленная в него по уши, программист-математик Олимпия.

Девушка изящно поправила тугие кудряшки и скользнула взглядом по предмету обожания. Она была без ума от него, и каждый день меняла наряды и причёски. «Когда она всё это успевала, проделывать»? Выражение лица старпома Вина Локвуда осталось каменным. Статуя и та бы растаяла! Может у него вместо крови жидкий азот?

— Хороший вопрос! — похвалил её астронавигатор. — Есть над, чем подумать! Я сообщу, вам, уважаемые коллеги, на всякий случай, всю сопутствующую информацию…

— Ну что мы можем априори сказать о данной двойной системе? — задал вопрос невозмутимый астронавигатор и тут же продолжил. — Эллиптичность орбит наших незнакомцев доказывается прямым наблюдением в корабельные телескопы. Классика! Это приятно, потому что остаются справедливыми первый и второй законы Кеплера.

— А третий закона Кеплера не выполняется? — спросила все та же дотошная Олимпия.

— Он изменяется. Да-да, — оратор поморщился, словно бы от зубной боли. — Особенно, если сравнивать с его обычной формулировкой, применяемой для одиночных звезд. Посмотрите на экран!

Рассказчик скользнул красным лазерным лучом указки по настенному жидкокристаллическомуэкрану:

— В формуле связываются период, размер орбиты и равноправно массы обоих звездных компонентов. По нашим наблюдениям обе звезды находятся сейчас в апоастре — то есть на максимальном удалении друг от друга. Чтобы что-либо рассчитать определенно, нам следует знать, какие кинематические и динамические характеристики сохраняются?

— Вы имеете в виду всякие там законы сохранения? — спросила я, и поймала заинтересованный взгляд старпома.

«Неужели статуя ожила? Никак жидкий азот закипел в сосудах»! — впрочем, я могла ошибаться. Отогнав излишние мысли, вновь сосредоточилась на предмете дискуссии.

— Да, конечно. Поскольку двойная система замкнутая, то, прежде всего, сохраняется её энергия и полный импульс. К постоянным величинам можно отнести и вращательный момент орбитального движения, а также линию апсид, соединяющую точки периастра и апоастра. Так? — продолжал докладчик.

— Так, — утвердительно кивнула я, мысленно взывая к памяти по данному предмету.

— Далее, чтобы рассчитать движение звездолёта в поле тяжести двойной звезды, проще перейти в жёсткую систему отсчёта, вращающуюся вместе со звёздами. С одной стороны — это хорошо, мы избавляемся от вращения. Но взамен мы приобретаем центробежную силу. Увы, такая сила возникает в любой неинерциальной системе отсчета. Смею напомнить вам, уважаемые коллеги, что мы движемся с периодическим ускорением. Вы понимаете, что это означает?

— То, что мы не являемся инерциальной системой отсчета, — сказала заученно Олимпия.

Девушка изо всех сил старалась понравиться старпому Вину Локвуд, но тот оставался истуканом. Астронагивгатор же пел соловьём:

— Умница! Верно, дорогая. Если бы звёзды двигались по окружностям, а не по эллипсам мы бы воспользовались понятием гравитационного потенциала и легко получили бы расчётную траекторию для движения звездолёта.

— Какие у нас шансы? Я не думаю, что вероятность исхода из сложившихся обстоятельств целиком и полностью нулевая. Надо просто поискать запасный выход, не так ли? — подал голос старпом Вин Локвуд.

Его баритон успокаивал и вселял надежду на спасение. Некоторые облегчённо вздохнули. Олимпия продолжала исподволь есть старпома глазами, откусывая мысленно от этой статуи по кусочку. Ха, мне стало смешно! Похоже, его жидкий азот давно прошёл точку замерзания ниже критической температуры. Изваяние каменело, как и прежде.

***

Докладчик закончил вводную «пугательно-запугательную» часть и отвечал на вопросы.

— Мы можем качественно оценить возникшую ситуацию. Звездолёт испытывает непосредственно влияние трёх сил: притяжениедвух звёзд и центробежную силу. Силы эти потенциальные и описываются одной величиной — эффективным потенциалом. Взгляните на график поведения эффективного потенциала в двойной системе, — он небрежно обвёл рисунок рубиновым лучом на экране.

Присутствующие напрягли внимание, чтобы вникнуть в чрезвычайную ситуацию. Однако я уже поняла дальнейшую казуистику проблемы. От принятия нашей совокупной резолюции будет зависеть дальнейший полёт и судьба «Скитальца-1001». Вместе с тем и жизнь его обитателей стоит в прямой зависимости от решения этой астрономическойзадачи. Судя по серьёзным выражениям лиц, «казуальная проблема» дошла до каждого человека. Лишь Вин Локвуд отрешённо изучал карту звёздного неба вокруг двойной системы, на клавиатуре задавая параметры, отображающие космическое излучение, то в рентгеновском, то в инфракрасном диапазонах.

— Есть ли хотя бы призрачная надежда? — храбро спросила я.

Астронавигатор задумался, — никто в такой ситуации не мог давать гарантий; — он смущённо пощипал мочку уха, потёр нос, откинул волосы назад.

— Мм-м. В принципе я догадываюсь, как нам выбраться из этого капкана. На графике нам бросаются в глаза три особые точки, вершины холмов, — их впервые обнаружил Луи Лагранж в древней Франции ещё на Земле. Эти три особенности и есть точки Лагранжа или точки либрации. Оказавшись в области внутренней точки либрации, пробное тело без затрат энергии может попасть на соседнюю звезду. Кривая, похожая на восьмёрку, огибающая обе звезды и проходящая через точки либрации, и есть знаменитая критическая полость Роша. Однако частицы в точке либрации, имея очень большую энергию, всё же могут выйти за пределы полости Роша. Они уже не принадлежат ни одной из звёзд. Выходит, друзья, нам надо точно рассчитать энергию, необходимую для звездолёта, чтобы заведомо вырваться из когтей двойной звезды. Вот вкратце, и вся информация. Спасибо за внимание! Может быть, у кого-нибудь есть ещё вопросы, — а они должны быть, — я в принципе, готов на них ответить. Подумайте!