Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса - Алексей Леонидович Полюх

такой попытки, и вести разработку сразу нескольких вариантов, не афишируя их точные параметры до окончания разработки, чтобы потом можно было быстро перейти на резервный вариант, в случае запрета на использование какого-нибудь второстепенного элемента применяемого технического решения.

Например, опасными могут оказаться лазеры корректировочных станций ("они могут ослепить стаю диких гусей в ясную ночь"); эманации сублимируемого вещества (ионы лития нарушат радиосвязь); риск потери снаряда и его попадания не туда (даже если снаряд в случае промаха покинет Солнечную систему); свечение в вечернем небе яркой "звезды" работающего двигателя межпланетного корабля может напугать маленьких детей, или сбить с курса мигрирующих цикад; религиозные принципы какой-то общины могут прямо запрещать использование водорода; и на каждый параметр технического решения, когда они уже будут известны, можно найти повод для запрета. Поэтому техническое решение в целом должно быть гибким, и допускать замену одного или нескольких параметров без критического ухудшения результата.

Вместо оптических лазеров — можно применить инфракрасные, поток электронов или газа, облако микро пылинок, сеть из нанонитей, или силовые поля. Вместо металлической оболочки снарядов — лёд, полиэтилен или графит; водород можно заменить водой… каждое такое изменение может ухудшить конечный результат, но необходимость в этом может возникнуть.

Конечно, если ракету будет запускать НАСА, то всё будет иначе. Сейчас 30 кг плутония-246 в одном космическом аппарате не считают опасным количеством. Грязный ядерный двигатель, использующий уран в составе реактивной струи, тоже вполне могут разрешить. Предела нет.

К счастью, наш двигатель прямо не попадает под запрет на "любые взрывы в космосе", поскольку там нет столкновения плотных тел и их взрыва — снаряд сначала испаряется, и только потом струи газа взаимодействуют между собой и с соплом, так что максимальное давление может быть менее 1 атмосферы. При необходимости режим работы двигателя можно сделать постоянным, а не прерывистым, с постоянным давлением в сопле.

Испарение снаряда тоже можно осуществлять без взрыва, например, распыляя рабочее тело в виде порошка, и затем постепенно испаряя микро частицы в струе встречного газа, вообще без каких-либо намёков на взрыв (ведь, например, спички не "взрываются", иначе мы все давно погибли бы, правда). Температуру газа можно снизить до 3–4 тысяч градусов.

При температуре ниже 10.000 К ионизирующих излучений не будет, а интенсивность оптического и инфракрасного излучения можно уменьшить.

В общем, надо иметь в запасе десяток альтернативных вариантов, с максимально далёким разбросом всех параметров технического решения, на случай попытки юридического саботажа разработки и использования.

1.6 Кассетная

доставка снарядов

До сих пор мы рассматривали способы корректировки полёта одиночного снаряда, и нашли что это не слишком сложно. Но, для очень, очень больших расстояний — хотя бы вот, от Юпитера до Земли или Солнца, а тем более для доставки топлива за орбиту Плутона и дальше — понадобится всё же много корректировочных станций, и это не очень удобно.

Если снаряды разгонять по одному, один за другим — например, с помощью пушки, или цепочки лазерных или магнитных разгонных устройств — то тут, пожалуй, сложно поступить как-то иначе. Хотя, при большом желании, даже и в этом случае, всё же можно потом собрать вместе некоторое количество микро снарядов, первоначально выпущенных поодиночке, упаковать их в кассету, имеющую собственные автономные средства навигации и маневрирования, и затем, на большей части пути, управлять полётом только этого одного объекта, что проще и почти не требует вспомогательного оборудования в промежуточных точках.

Но возможны также ситуации, и в этой части мы будем рассматривать в основном их, когда снаряды разгоняются без пушки, как то иначе, и сразу большой кассетой, так что их удобно большую часть пути везти вместе, и только в конце распределить по одному на некотором отрезке траектории, чтобы они взаимодействовали с целью в нужной последовательности. Например, такая ситуация будет, если для разгона снарядов используется ракета, или если контейнер со снарядами просто сбросить вниз с большой высоты в гравитационном поле массивного тела. Возможна и такая конструкция пушки или катапульты, особенно для очень больших скоростей при межзвёздных перелётах, когда будет удобнее разгонять снаряды не по одному, а кассетой определённой массы, порядка нескольких килограммов.

В таком случае на большей части траектории надо будет управлять полётом небольших автономных аппаратов, которые имеют собственные средства маневрирования, и роль стационарных навигационных станций сведётся к передаче сигналов управления. При этом точность траектории полёта в промежуточных пунктах может быть снижена на 6-10 порядков, до тысяч километров, так как точная фокусировка роя понадобится только в непосредственной близости от цели-потребителя.

Финальная корректировка траекторий снарядов может осуществляться как автономно, так и с помощью подвижных или стационарных станций. В частности, сам контейнер со снарядами может иметь активные средства для их последующего распределения по траектории, например газовую или магнитную пушку с небольшой относительной скоростью вылета снарядов, и средства для измерения и корректировки их скорости.

Например, от контейнера (ракеты) со снарядами задолго перед их выпуском могут отделиться несколько лазерных корректировочных станций (колец) описанного ранее типа, имеющих собственные двигатели, позволяющие им со скоростью несколько км/с удалиться вперёд вдоль траектории на сотни-тысячи километров, сохраняя точное взаимное расположение и связь со стационарными навигационными станциями.

Вариантов реализации деталей такой системы может быть много, и мы не будем здесь в них углубляться. Для межпланетной доставки топлива и энергии такой вариант может быть предпочтительнее стрельбы одиночными снарядами, так как можно снизить точность траектории в промежуточных точках и сильно сократить число корректировочных станций, что упрощает управление системой и снижает риск промахов.

Для доставки на очень большие расстояния, и тем более снабжения топливом и энергией межзвёздных кораблей, контейнерный вариант доставки остаётся единственным, так как одиночные снаряды не только намного сложнее контролировать во время полёта, но и труднее защитить от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Мы дальше не будем уточнять, одиночные снаряды используются для доставки топлива, в кассетах, контейнерах или по какой-то более сложной схеме, полагая, что оптимальный вариант будет определяться расстоянием, имеющимися техническими возможностями и целью. Конечный результат во всех случаях зависит в основном от скорости и энергии.

1.7 Другие

типы термо-кинетических двигателей

В III главе мы рассмотрели 2 типа новых ракетных двигателей:

Упруго-кинетический — уже предлагался до нас в твердотельном варианте ("разгонять ракету металлическими шариками"); мы предложили газовый упруго-кинетический двигатель, который позволит разгонять ракету более эффективно, при удельном импульсе от 10 км/с до сотен и тысяч.

Крайне полезной особенностью упруго-кинетических двигателей является то, что расход бортового запаса топлива равен 0. Но есть принципиальное ограничение: чтобы разгонять ракету, снаряд её должен догонять, со скоростью