Касмічныя дыскі - даступныя і вельмі хуткія

У цяперашні час самым хуткім аб'ектам, запушчаным у космас чалавекам, з'яўляецца зонд "Вояджэр", які змог разагнацца да 17 км / с дзякуючы выкарыстанню гравітацыйных пускавых установак Юпітэра, Сатурна, Урана і Нэптуна. Гэта ў некалькі тысяч разоў павольней, чым святло, якому патрабуецца чатыры гады, каб дасягнуць найбліжэйшай да Сонца зоркі.

Прыведзенае вышэй параўнанне паказвае, што, калі гаворка ідзе аб рухальных тэхналогіях у касмічных падарожжах, нам яшчэ шмат чаго трэба зрабіць, калі мы хочам адправіцца куды-небудзь далей бліжэйшых цел Сонечнай сістэмы. І гэтыя, здавалася б, блізкія вандраванні вызначана занадта доўгія. 1500 дзён палёту на Марс і назад, ды яшчэ пры спрыяльным планетарным выраўноўванні, гучыць не вельмі абнадзейліва.

У далёкіх паездках акрамя занадта слабых прывадаў ёсць і іншыя праблемы, напрыклад, з харчамі, сувяззю, энергарэсурсамі. Сонечныя батарэі не зараджаюцца, калі сонца ці іншыя зоркі знаходзяцца далёка. Атамныя рэактары працуюць на поўную магутнасць усяго некалькі гадоў.

Якія магчымасці і перспектывы развіцця тэхналогіі павышэння і надання больш высокіх хуткасцей нашым касмічным апаратам? Давайце паглядзім на ўжо наяўныя рашэнні і тыя, якія тэарэтычна і навукова магчымыя, хоць усё яшчэ хутчэй з вобласці фантастыкі.

Прысутнічаюць: хімічныя і іённыя ракеты

У наш час хімічныя рухавікі ўсё яшчэ выкарыстоўваюцца ў вялікіх маштабах, напрыклад, ракеты на вадкім вадародзе і кіслародзе. Максімальная хуткасць, якую можна дасягнуць дзякуючы ім, складае прыкладна 10 км/з. Калі б мы маглі максімальна выкарыстоўваць гравітацыйныя эфекты ў Сонечнай сістэме, у тым ліку і на самым Сонцы, карабель з хімічным ракетным рухавіком мог бы развіваць нават больш за 100 км/с. Адносна меншая хуткасць "Вояджэра" звязана з тым, што яго мэтай не было дасягненне максімальнай хуткасці. Ён таксама не выкарыстоўваў «фарсаж» з рухавікамі падчас планетарных гравітацыйных асістэнтаў.

Іённыя рухавікі - гэта ракетныя рухавікі, у якіх апорным фактарам з'яўляюцца іёны, якія разганяюцца ў выніку электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Ён прыкладна ў дзесяць разоў больш эфектыўны за хімічныя ракетныя рухавікі. Праца над рухавіком пачалася ў сярэдзіне мінулага стагоддзі. У першых версіях для прывада выкарыстоўваліся пары ртуці. У наш час шырока выкарыстоўваецца высакародны газ ксенон.

Энергія, якая выкідвае газ з рухавіка, паступае ад знешняй крыніцы (сонечныя батарэі, рэактар, які выпрацоўвае электрычнасць). Атамы газу ператвараюцца ў станоўчыя іоны. Затым яны разганяюцца пад дзеяннем электрычнага ці магнітнага поля, дасягаючы хуткасці да 36 км/з.

Высокая скорасць выкіданага фактару прыводзіць да высокай сілы цягі на адзінку масы выкіданага рэчыва. Аднак з-за малой магутнасці сістэмы падачы маса выкідванага носьбіта невялікая, што змяншае цягу ракеты. Карабель, абсталяваны такім рухавіком, рухаецца з невялікім паскарэннем.

Вы знойдзеце працяг артыкула у травеньскім нумары часопіса

VASIMR на поўнай магутнасці