09:00
Самый простой вариант – использовать те же химические реактивные двигатели. Не будем останавливаться на нём (потому что его механизм уже был нами описан), скажем лишь о преимуществах и недостатках. К первым относится наибольшая мощность на современном уровне техники, а также относительная привычность конструкции и более-менее интуитивное (если это слово применимо хоть к одной из космических технологий) применение. К минусам – необходимость в большом количестве топлива, что, в полном соответствии с формулой Циолковского, значительно увеличивает массу всего аппарата. Грубо говоря, чем больше топлива нужно с собой взять – тем больше нужно для этого топлива… Иными словами – далеко не улететь, о том, чтобы добраться до других планет, можно смело забыть.
Ионный двигатель почти полностью противоположен химическому по характеристикам. Принцип его работы – разгон ионизированного газа (являющегося рабочим телом этого двигателя, обычно применяют инертные газы, такие как аргон или ксенон) с помощью электромагнитного поля.
Обладая малым импульсом, но крайне высокой эффективностью и несопоставимо большим временем работы (до трёх лет непрерывного ускорения) эти двигатели идеальны для достижения сверхвысоких скоростей. Правда, скорости эти достигаться будут очень и очень долго – тяга очень мала. Правда, дальний космос не требует спешки – разгоняться можно и годами, что и делают аппараты с такими двигателями, например, Deep Space 1. Из других минусов – ионные движки сложнее в изготовлении и эксплуатации, требуют электрической энергии для работы, непригодны для резких манёвров. Частично эти проблемы решаемы: солнечные батареи и радиоактивные термические электрогенераторы могут снабжать аппарат энергией довольно долго, а для межзвёздных миссий существуют проекты по передаче энергии на аппарат с помощью лазерного луча. Ну а пока ионные двигатели служат в основном для разгона и коррекций орбиты спутников – здесь малая масса спутника оправдывает небольшую тягу, да и продолжительная работа нужна как никогда.
Ну и наконец, как всегда, ещё не реализованная, но эпичная идея времён холодной войны. Да, куда же инженеры без ядерных взрывов.
С конца 50-х годов и США и СССР разрабатывали сходные проекты без преувеличения огромных космических кораблей (для проекта "Орион" – до 400 тысяч тонн!), оснащённых так называемым ядерным импульсным двигателем. Правда, в полной мере двигателем это назвать нельзя. Технология заключалась в последовательном подрыве позади корабля атомных бомб – мощностью 20 килотонн каждые 10 секунд в вакууме и мощностью "всего" 0,1 килотонны каждую секунду (!) в атмосфере… Позади корабля располагалась плита-толкатель, защищающая аппарат от воздействия взрыва, а также принимающая на себя и отражающая плазменное облако, создавая реактивную тягу. Диаметр этой плиты составлял 100 метров – невероятных размер для части космического корабля. Впрочем, и характеристики впечатляли – по расчётам корабль разгонялся с ускорением в 1 g до 3% скорости света (10 тысяч километров в секунду) всего за 10 дней. Этого было бы достаточно, чтобы чуть меньше чем за 150 лет долететь до Альфы Центавра. Предполагался и второй вариант: 40 миллионов тонн на всю конструкцию, диаметр отражающей плиты – 20 километров, мегатонные атомные бомбы и 1300 лет заявленного полёта до той же звезды. Размеры корабля позволили бы отправить множество людей, потомки которых (после нескольких поколений заточения в огромном ковчеге) добрались бы до цели. Фримен Дайсон, принимавший активное участие в проекте, знал толк в титанических сооружениях. К сожалению (или к счастью для нашей атмосферы) проект был закрыт и пока даже не внесён в число перспективных, хотя все предварительные расчёты и испытания говорят о его эффективности. Впрочем, кто знает, может и это не предел человеческой мысли?
Что ж, мы рассмотрели основные способы перемещения в космосе, а в следующей статье мы ответим на вопрос: можно ли летать вообще без топлива?
Дмитрий Потапкин, специально для Обзор.press
