Космическая одиссея: на чём летать будем?
Мечта Циолковского практически сбылась: человечеству уже мало тесновато в земной колыбели. Осталось лишь отыскать метод выбраться из цепких объятий гравитации, и…
Эх, полетим!
В действительности, неприятность значительно сложнее, чем думается отдельным товарищам, неизменно живущим на дне воздуха. Сейчас применяемые химические ракеты уже практически исчерпали собственный потенциал развития, а принципиально новых средств межпланетного (хотя бы) передвижения нам предложить пока не смогут.
И не смотря на то, что кое-какие перспективные идейки уже витают в воздухе, развить вторую космическую с их помощью пока не получается.
Итак, что мы имеем?
Принцип реактивного перемещения понятен всякому, кто хоть раз в жизни привязывал баллончики с углекислым газом к пластмассовым машинкам: струя раскалённых газов истекает в пространство, информируя часть собственной энергии ракете и, так, толкая её вперёд.
Главный недочёт реактивного привода пребывает в его предельно низкой эффективности. какое количество топлива обязан взять на борт космический аппарат, что понесёт человека, скажем, к Марсу?
Около девятисот тысячь киллограм. И это притом, что масса нужного груза чуть достигнет много тысячь киллограм.
Другими словами, горючее будет, по большей части, везти «само себя» и только постольку-поскольку — экипаж и полезное научно-исследовательское оборудование.
Запуск одного из американских шаттлов.
Реактивное горючее, по сути, везёт само себя.
Само собой разумеется, при с марсианской экспедицией, с таким раскладом ещё возможно согласиться, но что делать, в случае если человеку захочется слетать чуть-чуть дальше? На Плутон, скажем, либо, простите, к Туманности Андромеды?
Имеется подозрение, что с химическими ракетами мы далеко не улетим…
Помимо этого, у химической ракеты имеется и ещё один значительный недочёт: правила разгона. на данный момент отечественные суда бороздят просторы Вселенной по баллистическим траекториям a la боеприпасы, выпущенные из титанической гаубицы.
Пара мин. (от силы — часов) разгона и…
Дальше полёт длится уже по инерции, и только иногда, для придачи дополнительного ускорения, возможно применять большие небесные тела, приблизительно так, как это делали американцы, облетая Луну на судах серии Apollo.
Конечно, эту проблему необходимо как-то решать. Но вариантов пока не через чур много: пара модификаций «солнечных парусников» и так называемый «ионный привод».
Солнечные паруса
На этом фронте исследователи до тех пор пока предлагают два базисных варианта.
Космический зонд в магнитного «пузыря», либо «плазменного паруса».
Хороший парус, концепция которого прекрасно известна уже много лет, предполагает применение «сети» из сверхлёгкого материала с высокой отражающей свойством.
По окончании того, как таковой парус разворачивается в открытом космосе, он сразу же попадает под нескончаемый поток фотонов, каковые отдают ему собственную кинетическую энергию и, так, медлительно, но правильно разгоняют космический фрегат до скоростей порядка семидесяти километров в секунду.
Причём, увидьте, таковой корабль разгоняется непрерывно — сначала собственного полёта.
Второй вариант (не смотря на то, что кое-какие исследователи и склонны выводить его в отдельный класс транспортных средств будущего) — это так называемый «плазменный парус». Как и в первом случае, тут в качестве источника энергии кроме этого выступает солнечный ветер, но механизм его преобразования в энергию перемещения пара другой.
Ионные двигатели будут главным транспортным средствам по Солнечной совокупности — , пока термоядерный синтез не станет действительностью.
В принципе, плазменные паруса будут воображать собой миниатюрную модель магнитного поля Почвы. Совершенно верно так же, как отечественное магнитное поле «прогибается» под напором солнечного ветра, магнитное поле космического корабля, достигающее в диаметре 15-20 километров, будет «отступать» под давлением заряженных частиц.
Дополнительным плюсом для того чтобы подхода есть да и то, что экипаж плазменного парусника будет надёжно защищён от радиации магнитным пузырём. Это разрешит сократить затраты на тяжёлую антирадиационную броню и продолжить срок космической миссии.
Ионный привод
В отличие от плазменных парусов, суда с ионными двигателями уже побывали в космосе: экспериментальный зонд Deep Space 1 в сентябре 2001 года в полной мере удачно слетал на свидание с кометой Боррелли. Если сравнивать с химическими ракетами, данный тип космических аппаратов, по крайней мере, на порядок действеннее по соотношению горючее/нужный груз.
Принцип их действия довольно (!) несложен. В качестве «рабочего тела» тут выступает инертный газ наподобие ксенона, что, появлявшись в магнитной ловушке двигателя, попадает под действие потока электронов.
Атом ксенона, подвергшийся яростной электронной бомбардировке, теряет личный внешний электрон и, так, преобразовывается в положительно заряженный ион. Вылетая из магнитной камеры со скоростью до 180 тысяч км/ч, ионы создают достаточную тягу, дабы действенно разгонять корабль.
Как может смотреться космическая одиссея следующего десятилетия, в случае если соединить в одном корабле сходу пара из вышеприведённых типов двигателей?
Одна из вариаций на тему «солнечного паруса».
Для начала, по версии издания Space Daily, химическая ракета выведет корабль на околоземную орбиту. После этого, солнечные паруса либо ионный двигатель будут в течение 6-12 месяцев раскручивать корабль по расширяющейся спиральной орбите.
Всё это время марсианский модуль будет оставаться безлюдным, дабы не подвергать будущий экипаж губительному действию поясов радиации Ван Аллена.
Только по окончании того, как корабль выйдет на высокую орбиту, «космическое такси» доставит людей на борт и ещё один импульс химического двигателя разгонит корабль до второй космической. А дальше плавание продолжится только под парусом.
Как в ветхие хорошие времена…
