Космические двигатели будущего

Электрореактивный двигатель с ядерной энергетической установкой дает слишком малый темп набора скорости, что приводит к большой длительности путешествия. Системы разгона с лучевой энергией от лазера с космическим базированием и системы типа «солнечный парус» имеют меньшую массу по сравнению с ядерно-электрической системой, но доля преобразуемой энергии (в кинетическую энергию движения космического аппарата) настолько мала, что также требуется длительное время разгона. Ядерные двигатели большой тяги типа теплового ядерного двигателя «Нерва» могут обеспечить требуемое ускорение. Однако скорости истечения, достижимые с помощью таких систем, порядка 10 км/с, а это означает, что потребуется очень большое отношение масс для достижения необходимой конечной скорости. Количество топлива, необходимое во всех таких системах, делает их нереализуемыми.

Наиболее близкой к реализации двигательной системой, пригодной для полета к звездам, авторы считают термоядерный двигатель на микровзрывах с инициированием реакции электронным ускорителем, описанный ранее. Однако выводы авторов не являются бесспорными. Дело здесь как в возможностях реализации предложенной схемы, так и в наличии конкурирующих схем.

Чтобы яснее представить себе, какой скачок в характеристиках двигателей должен произойти, чтобы межзвездные перелеты стали возможными, достаточно взглянуть на табл. 3, где приведены данные, относящиеся к полетам от Земли к самой далекой планете Солнечной системы — Плутону.

Таблица 3

Полеты к Плутону

Основные характеристики	Тип траектории
	гомановская	параболическая	высокоэнергетическая
Продолжительность перелета, лет	45,7	19,3	3
Характеристическая скорость, км/с	8,4	12,4	100
Отношение массы на орбите ИСЗ к массе КА для разных типов двигательных систем
ЖРД (водород + фтор)	7,5	18	–
твердофазный ядерный двигатель	2,7	4,1	–
лазерный vистечения = 20 км/с	1,5	1,9	450
термоядерный на микровзрывах	–	–	3

Эта задача намного проще, чем полет к звездам. Достаточно сравнить расстояния, которые необходимо преодолеть в том и другом случаях. Расстояние до Плутона солнечный свет, распространяясь со скоростью около 300 000 км/с, проходит за 5 ч, в то время как до ближайших звезд (α Центавра) — за 4,3 года. Тем не менее прямые (т. е. без использования пертурбационных маневров) полеты к Плутону можно совершить за разумное время, если только двигатели будут иметь параметры, реализация которых связывается с созданием термоядерных двигателей. Даже характеристик газофазных ядерных двигателей для выполнения этой задачи оказывается недостаточно.

По сути дела, только с появлением таких двигателей, как термоядерные, можно будет серьезно заниматься пилотируемыми полетами в пределах всей Солнечной системы. Пока же можно считать более или менее освоенными только двигательные средства, обеспечивающие пилотируемые орбитальные полеты. Поэтому несмотря на все громадные успехи, уже достигнутые космонавтикой, потребуется революция (и, возможно, не одна) в технике космического двигателестроения, чтобы пилотируемые полеты сначала к дальним планетам, а затем и за пределы Солнечной системы стали реальностью.

4-я стр. обложки