Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Конечно, для полетов к дальним планетам на борту пилотируемого корабля потребуется установить ядерный реактор значительно большей мощности, но это уже дело техники. Главное, что за счет высокого удельного импульса можно при приемлемой стартовой массе экспедиционного комплекса обеспечить полет, скажем, к Юпитеру и обратно. Замена электрореактивных двигателей на ядерные ракетные двигатели с твердофазной реакторной зоной, имеющих большую тягу, но в 3-5 раз меньший удельный импульс, уменьшит время пролета через радиационные пояса, но резко увеличит стартовую массу межпланетного комплекса на околоземной орбите. Даже использование ЯРД с газофазным реактором, создание которого с точки зрения сегодняшнего дня весьма проблематично, не даст больших преимуществ по сравнению с ЭЯРД, поскольку их удельные импульсы сопоставимы.

Казалось бы, вот он универсальный двигатель для полетов в пределах солнечной системы. Но, к сожалению, законы небесной механики неумолимы. Полеты к планетам с минимальными энергетическими затратами возможны лишь по гомановским траекториям, при этом чем дальше планета, тем, естественно, дольше длится экспедиция. И если к Марсу полет по такой траектории в оба конца составляет от 2,5 до 3 лет, то уже к Юпитеру экспедиция продлится 6 лет, к Сатурну 13 лет, к Урану 33 года, к Нептуну 27 лет, а к Плутону целых 92 года. Так долго не живут. Конечно, по дороге можно было бы использовать гравитационный маневр в поле тяготения попутных планет-гигантов. Но такое встречается редко, поэтому гравитационные маневры используются лишь автоматическими межпланетными станциями для полета в одну сторону, например, «Вояджер-1,2» и «Кассини».

Но кроме гомановских возможны также полеты и по параболическим траекториям, когда скорость близка к третьей космической, то есть 16,6 км/с. В этом случае продолжительность межпланетных экспедиций резко снижается. Так, например, продолжительность полета на Юпитер и обратно будет длится всего лишь 2,8 года, к Сатурну – 5,8 года, к Урану – около 14 лет, к Нептуну – 27 лет, а к Плутону – аж 39 лет. Разумеется, это тоже не сахар, но все ж таки получше. Однако полет по параболическим траекториям требует большой суммарной характеристической скорости, а, следовательно, и больших затрат топлива. ЯРД с твердофазным реактором не годится из-за малого удельного импульса, а использование ЭРД потребует слишком длительного разгона по спирали до третьей космической скорости и затем торможения. Применение газофазного ЯРД позволило бы совместить достоинства твердофазного ЯРД (большая тяга) и ЭРД (высокий удельный импульс). Но, как уже говорилось, до реализации идеи создания газофазного ЯРД еще очень далеко.

Возможно, окажется весьма плодотворной идея магнитоплазменного ракетного двигателя VASIMR, о котором уже рассказывалось в этой главе. В нем происходит разогрев плазмы и создание с ее помощью реактивной тяги. Причем по утверждению разработчиков этот двигатель может работать в режиме большой и малой тяг. Для обеспечения его работы энергией служит ядерная энергоустановка. В принципе, по такому же принципу работает и термоядерный реактор. В нем также происходит разогрев и удержание плазмы для обеспечения управляемого термоядерного синтеза. Если же выделяемая энергия при этом превысит потребляемую, то от ядерного реактора можно будет отказаться и получится термоядерный двигатель. Впрочем, устойчивый термоядерный синтез не получен пока даже в наземных экспериментальных установках, что уж говорить тогда о его использовании для полетов в космос.

Можно вспомнить и еще одну идею, упоминавшуюся в этой главе, – импульсный ядерный двигатель в проекте «Орион». В нем тягу космического корабля создавали взрывы ядерных зарядов. Сама идея достаточна реалистичная с точки зрения технологий сегодняшнего дня. Однако само накопление большого количества атомных бомб, предназначенных для полетов в космос, их транспортировка на орбиту представляет несомненную угрозу для всех живущих на Земле. Поэтому скорее будет уничтожено все ядерное оружие на Земле, чем политики примут решение об использовании его в космических полетах.

Вот и получается, что на сегодняшний день можно уверенно строить планы полетов лишь к Луне и Марсу, в крайнем случае, к Юпитеру. Все остальное пока недоступно. В таких условиях говорить об освоении человеком просторов Солнечной системы и уж тем более о заселении планет преждевременно. А как все это красиво выглядит в фантастических романах. Но неужели мы обречены сидеть десятилетиями или даже столетиями в ожидании революционного прорыва, который позволил бы нам осваивать далекие планеты. Впрочем, отдельные достаточно сумасшедшие идеи иногда появляются и сейчас.

Одна из них принадлежит киевскому исследователю Николаю Петровичу Разумному(«Российская газета» от 6 сентября 1996 года). Под его руководством российские и украинские специалисты в течение 15 лет разрабатывали принципиально новый тип двигателя. В результате родился проект межпланетного корабля «РУСС». Он имеет форму «летающей тарелки» диаметром 270 метров и высотой 60 метров, а его грузоподъемность по расчетам должна составить 10 миллионов тонн!!! Главное в этом корабле, разумеется, двигатель. Для каждого этапа полета корабля существует свое топливо, в которое входит в общей сложности 40 металлических элементов. Для каждого типа топлива и свой тип двигателя. Сердце каждого двигателя – «улитка», сложная спираль, где и происходит расщепление элементов. Но продукты распада топлива не рассеиваются в пространстве. Они собираются и синтезируются в первоначальное состояние.

Корпус «РУСС» имеет два корпуса – один в другом. И в межкорпусном пространстве, в туннелях 14-километровой длины, спиралью обволакивающих звездолет, происходит синтез отработанного вещества – превращение его снова в полноценное топливо для двигательных установок. Каждая установка состоит из восьми секций, в которых превращаются в энергию по пять элементов в разных сочетаниях. В первых двух секциях главные элементы – барий и магний. Назначение этих секций – создать высокую температуру для запуска процессов в остальных шести. И если в первых двух секциях работает молекулярная физика, то в остальных – физика элементарных частиц.

К сожалению, нет подробного описания как работы самого двигателя, так и физико-химических процессов, лежащих в основе этого двигателя. Возможно, перед нами еще один «вечный двигатель» и нам остается уповать только на инопланетян, которые прилетят и подарят нам описание идеального ракетного двигателя. Впрочем, по утверждению некоторых журналистов, пишущих о НЛО, в сверхсекретной «зоне 51» в Грум-Лэйк (штат Невада) американские специалисты изучают одну из потерпевших аварию «летающих тарелок». Она якобы прилетела из звездной системы Дзета Ретикули, расположенной на расстоянии 30 световых лет от Солнца. Принцип работы двигателя «летающей тарелки» земным специалистам непонятен, однако известно, что в нем используется трансурановый элемент 115, а также искривление пространства и времени («Совершенно секретно» №5, 1999).