Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса - Алексей Леонидович Полюх

Расстояние от источника энергии до потребителей может быть очень большим, что позволяет передавать энергию на миллиарды километров.

Правда, кто-то скажет — это же только передача энергии из одного места в другое, а не генерация. Сколько энергии потрачено на разгон снаряда — столько потом и можно получить в таком "реакторе", и не больше.

На это мы ответим, что всё зависит от того, кто, и где, будет оплачивать исходный разгон снарядов. Мы просто будем передавать энергию из такого места, где она уже есть, и очень много.

Правда, этот таинственный и волшебный источник бесплатной кинетической энергии для снарядов имеет существенное ограничение: скорость снарядов не может быть больше 1000 км/с. Он так устроен.

Если нам потребуются энергетические установки на больших расстояниях от Земли, а тем более энергетическая инфраструктура для разгона межзвёздных кораблей до субсветовых скоростей, то там всё же придётся использовать другие источники энергии для первичного разгона снарядов, в том числе ядерные. В частности, возможна модификация энергетического реактора, в котором основное количество энергии получается за счёт ядерных реакций деления или синтеза, но предварительное сжатие или нагрев рабочего вещества осуществляется за счёт энергии столкновения снаряда с мишенью. Такие реакторы не имеют надобности в громоздких устройствах для накопления энергии, используемой для сжатия мишени, и потому могут быть в сотни раз меньше и легче полностью автономных взрывных ядерных реакторов.

Но я категорически против прямого использования какого-либо вида ядерной энергии непосредственно в двигателе ракеты, особенно для межзвёздных полётов. Не из-за экологических вопросов, которые можно решить, а из-за того, что такой двигатель будет иметь очень серьёзные недостатки по сравнению с плазменно-кинетическим двигателем на внешних ресурсах, из-за чего допустимые мощность и ускорение будут меньше на 2–3 порядка. Кроме того, сложность и стоимость ядерного двигателя выше.

Другое дело — использовать ядерные микро реакторы с внешней энергией сжатия мишени в качестве стационарных источников энергии на трассах разгона межзвёздных кораблей, и других вспомогательных целей.

1.4 Экологические

вопросы

Двигатели на искусственных внешних ресурсах — практически самое чистое и безопасное, что вообще можно придумать для освоения космоса, по сравнению не только с ядерными и изотопными, но также и химическими. Даже "чистые" солнечные батареи надо где-то делать, и пока их делают на Земле, это вовсе не так уж чисто и безвредно.

В нашем двигателе используется водород и немного лития. Никаких излучений, кроме теплового, но его очень мало. Конструкция двигателя на грани того предела, до которого можно упростить что-либо. Практически, это может быть лист жести. Простота конструкции — это снижение расходов и сложности изготовления, что тоже косвенно связано с экологией, в конце концов. (Ведь каждый понимает, что если "итальянские инженеры сделали автомобиль стоимостью в полмиллиона, настолько экологически чистый, что его можно лизать" — то они, эти инженеры, год ездили на своих автомобилях, делать этот сверхчистый. И сожгли сто тонн солярки. И выбросили отходы в атмосферу. И это лишь небольшая часть реальной экологической нагрузки, которую дополнительно создал именно этот конкретный "чистый" автомобиль, при правильном учёте всех эффектов, связанных с его созданием и полным жизненным циклом).

Непосредственно для планеты Земля, её атмосферы и биосферы кинетические двигатели никакой экологической нагрузки не создадут.

Но рано или поздно человечеству придётся рассматривать такое понятие, как "экология космического пространства", и там всё не так просто.

Любые химические, лучевые, радиационные и другие загрязнения околоземного и межпланетного пространства, да и просто мусор, могут накапливаться неожиданно быстро, и при активном освоении даже ближайших планет это надо учитывать.

Например, очень высокая башня на поверхности Земли, или большой аэростат на высоте более 15 км, могут создавать дополнительный радиационный фон на поверхности, и изменить распределение атмосферных электрических потенциалов. И это полностью пассивные объекты.

Если же космические объекты используют двигатели и энергетические установки, то влияние в масштабах планеты неизбежно.

Один старт с Земли корабля с "грязным" ядерным двигателем может испортить не только атмосферу, но и околоземное пространство на десятки тысяч километров, и на десятилетия.

Даже работа "чистых" ионных и плазменных двигателей оставляет свой след в атмосфере и магнитосфере Земли, как и химических ракет. Даже если реактивный двигатель будет включен за сто тысяч километров от Земли, большая часть продуктов его работы полетит обратно к Земле или в ближайшее околоземное пространство, задержится в магнитосфере, и в конечном итоге всё это окажется в атмосфере.

"мячиковый" упруго-кинетический двигатель в этом смысле идеален, поскольку вообще не производит газообразных продуктов. Правда, надо следить за тем, чтобы снаряды после использования либо упали обратно в атмосферу и красиво сгорели в ней (за это можно даже брать деньги, метеоритный дождь по заказу в качестве фейерверка); либо, при скорости более II космической, покинули околоземное пространство, иначе можно очень быстро сделать ближний космос весьма опасным. В интервале скоростей ракеты от 9 до 12 км/с "мячиковый" двигатель будет потенциальным источником метеоритного мусора.

Газовый упруго-кинетический двигатель при скорости до 100 км/с производит только безвредный нейтральный водород. При скорости более 100 км/с продукты работы двигателя будут представлять собой довольно горячую плазму, потенциально опасную для космических объектов; но струя этой плазмы будет следовать за ракетой, с несколько меньшей скоростью, за пределы околоземного пространства. Единственная опасность, которая в этом заключается, состоит в действии мощной струи плазмы на геомагнитное поле, что может вызвать его колебания, и нуждается в изучении.

Однако при торможении аппаратов, летящих с очень большими скоростями, особенно после межзвёздного перелёта, ситуация может быть намного опаснее, так как струя плазмы будет направлена в сторону цели.

Кроме того, "потерянные" по той или иной причине снаряды, а также не до конца испарившиеся фрагменты их оболочек могут представлять прямую опасность как для самой ракеты и инфраструктуры на трассе ускорения, так и для других объектов. Поэтому ничего терять не нужно, либо гарантировать, что всё это улетит по крайней мере за пределы околоземного пространства, или вообще из Солнечной системы, либо испарится.

1.5 Юридические

аспекты использования кинетических двигателей

В принципе, западная законотворческая традиция позволяет запретить всё, что угодно — если есть оплаченный заказ. Но до тех пор, пока вещь не существует и параметры её не известны, её, стало быть, и запретить нельзя; юристы в такой ситуации напоминают бабушку, которая не может перебежать дорогу перед машиной, пока она стоит, потому что нельзя рассчитать вектор скорости…

Газовая модификация упруго-кинетического двигателя при удельном импульсе до 40 км/с производит только нейтральный водород, которого в Солнечной системе много, и запретить его применение сложно. Тем не менее, надо иметь в виду возможность