Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса - Алексей Леонидович Полюх

Технологии для освоения планет Солнечной системы и ближайших звёздных систем.

Часть I

Технологии для освоения ближнего Космоса:

Способы безракетной доставки грузов на околоземную орбиту;

Устройства и технологии для орбитальной инфраструктуры;

Транспортная система для Луны и безатмосферных планет;

Двигательные системы для межпланетных перелётов;

Новые типы двигателей с удельным импульсом 10-100 км/с;

Получение энергии для двигателей с внешним топливом;

Гравитационные электростанции в Солнечной системе;

Технология получения и использования Луца.

Часть II

Двигательные системы и энергетическая инфраструктура для полётов к соседним звёздным системам со скоростью 0,5 с.

Как добраться до звёзд, и зачем.

Аннотация.

В главах 1 и 2 собраны идеи и концепции (как заимствованные у других авторов и из открытых источников, так и оригинальные), которые, по мнению автора, могут представлять интерес в ближайшие 5-10 лет для освоения околоземного пространства. (идеи крайне простые и понятные: стратосферный лифт, орбитальная заправочная станция, лунный парашют…)

В 3 главе разработана уникальная авторская концепция, позволяющая создать несколько новых типов двигателей на внешнем топливе (кинетические и термокинетические), которые могут иметь очень большой удельный импульс — от десятков километров в секунду до межзвёздных скоростей, а также показан способ получения и доставки внешнего топлива и энергии для таких двигателей, в том числе на астрономические расстояния.

В 4 главе показан эффективный способ получения топлива и энергии для термокинетических двигателей и энергетических установок, что позволит не только получить достаточное количество энергии и вещества для космических полётов и освоения планет Солнечной системы, но и поставлять энергию на Землю; автор предлагает добывать Луц* в системе Юпитера.

*"луц" — это просто короткое название, которое мы позаимствовали у Кира Булычёва, и используем в тексте как сокращение многобуквенной фразы: "поток носителей кинетической энергии, представляющих собой микро снаряды из льда или иного материала, летящие со скоростью более 20 километров в секунду". (или короче, "высокоскоростные носители кинетической энергии"). Но это долго писать… Луц — это просто и сразу понятно. Это именно то волшебное вещество, которое позволит наконец начать освоение космоса. И в которое жители Плюка переработали океаны своей планеты… ((то есть, это не какое-то особое вещество, а просто состояние движения обычного вещества с большой скоростью)).

В 5 главе показан способ получения Луца с более высокими энергетическими показателями и скоростью движения 500-1000 километров в секунду за счёт использования гравитационного потенциала Солнца, что позволит отправлять аппараты за пределы Солнечной системы, а также создать гибридные Луце-ядерные энергетические установки и двигательные системы, имеющие массо-габаритные параметры на 1–2 порядка лучше, чем у взрывных и магнитных ядерных и термоядерных установок.

В 6–8 главах будут описаны звездолёты с искусственным внешним топливом для полётов со скорость 0,3–0,5 с и инфраструктура для их разгона.

Ракета без топлива и реактор без урана.

Нет ничего необычного в том, чтобы использовать внешние ресурсы для движения. Например, воздушно-реактивный двигатель получает из внешней среды окислитель и 97 % рабочего тела; парусный корабль или воздушный змей вообще получают всю энергию извне…

Обычно, правда, когда говорят "внешние ресурсы", то сразу мысленно подменяют это понятие на "естественные внешние ресурсы", и дальше начинают думать, а где же их взять. А поскольку естественные ресурсы редко бывают в таком виде и такой концентрации, как нам нужно, то приходится придумывать сложные способы и большие устройства для их извлечения из внешней среды, сбора, концентрации, подготовки для использования…

95 % массы турбореактивного двигателя занимают воздухозаборники и турбины, которые служат только для того, чтобы сделать воздух пригодным для сжигания топлива. Вот если бы самолёт сразу летел вдоль струи предварительно сжатого воздуха, которую для него кто-то заранее подготовил, то его двигатель мог бы быть в 10 раз легче, а удельный импульс вдвое больше. В какой-то мере к этому приближаются прямоточные двигатели, где воздух сжимается хоть и за счёт кинетической энергии самолёта, но без участия сложных агрегатов. Можно пойти ещё дальше, и на гиперзвуковых скоростях, особенно в разреженном воздухе, обойтись даже без воздухозаборника, сжимая струю воздуха за счёт распыления и детонации кольцевого слоя топливно-воздушной смеси перед самолётом. (Это будут "предварительно кондиционированные естественные внешние ресурсы", но нас сейчас интересует немного другое).

А зачем вообще что-то сжимать, ещё тратить энергию. Просто набросаем перед самолётом цепочку маленьких топливных капсул, содержащих сразу всё необходимое… Тогда удельный импульс станет равен бесконечности (ведь расход топлива равен 0), и при отсутствии воздуха это тоже будет работать, даже ещё лучше. Правда, это уже не самолёт…

Здесь могут быть разные варианты, с подвижным и неподвижным топливом, в виде отдельных капсул, снарядов, или непрерывного шнура или стержня, для разных скоростей — от 3–4 км/с до 20 и более. Всё это называется просто: "ИСКУССТВЕННЫЕ ВНЕШНИЕ РЕСУРСЫ".

***

Конечно, такая масштабная концепция, которая изложена в 3–6 главах, не могла появиться на совершенно пустом месте. У меня, разумеется, были предшественники; я лишь карлик, тайком забравшийся на плечи гигантов, или муравей, заползший без разрешения на спину слона; но всё же я смог подняться немного выше, и заглянуть дальше. Обезьяна залезла ещё на одну ветку, хотя путь прогресса бесконечен…

Концепцию внешних ресурсов люди использовали множество раз в различных областях техники (когда обезьяна лезет на ветку дерева, это тоже использование внешних ресурсов).

Тем не менее, как правило, используют лишь естественные внешние ресурсы, если они доступны без предварительной подготовки; понятие же кондиционированных, или тем более искусственных внешних ресурсов явно вообще не употребляется, и хотя такие примеры тоже есть, но их даже в наземной технике и транспорте мало (трамвай, троллейбус, пневматический и монорельсовый транспорт, канатные дороги — вот, пожалуй, и всё).

Естественные внешние ресурсы используют чаще, и в земных условиях весьма успешно — например, всё воздухоплавание и авиация основаны на использовании воздушной среды как опоры и источника энергии для движения, а весь наземный и морской транспорт опираются на поверхность планеты Земля, используют её атмосферу, гидросферу и гравитацию.

В земных условиях естественные ресурсы использовать просто, их очень много, они всегда доступны — поверхность планеты, гравитация, грунт, вода, воздух… Но в межпланетном пространстве доступных без подготовки ресурсов намного меньше — это солнечный свет, да ещё гравитационные поля Солнца и движущихся вокруг него планет. То и