Читать «Заметки о космической фантастике» онлайн - страница 11

В фантастике, понятное дело, вы домчите любителей цветочков до места очень быстро. А в реальности?

А реальность… ну вы поняли.

Сначала давайте представим, что всегалактически известные сады Альфа Центавры расположены на Марсе, и летят наши туристы именно туда. Всё-таки долететь куда-то в пределах одной звёздной системы несколько проще, чем отправляться к другому солнцу.

Концептов именно космических двигателей, т. е. изначально предназначенных для перемещения в безвоздушном пространстве, на сегодня имеется немало, и, в отличие от предыдущей главы, тут дела всё-таки обстоят чуть получше: есть успешно испытанные прототипы, а кое-что даже имеет возможность выбраться за их пределы. Все эти интересные штуки, однако, не позволят долететь к Альфа Центавре — но об этом позже.

Почему бы не использовать старый добрый химический двигатель, раз уж мы на нём взлетели? Тут надо сделать небольшое отступление в дебри теории. Любой ракетный двигатель характеризуется таким параметром, как удельный импульс. Честно говоря, его определение на википедии кажется лично мне на редкость таинственным для непосвящённого: какое-то там отношение количества движения к расходу топлива… хотя это характерно для физики. Долой канцеляриты: удельный импульс — это показатель эффективности ракетного двигателя. Чем он выше, тем меньше топлива аппарат затратит на увеличение своей скорости. Замечу, это касается только расхода — и больше ничего.

Традиционные химические двигатели на всяких нитрометанах и гидразинах очень мощны, но тратят на разгон очень много топлива. Это приемлемо, если мы хотим взлететь на орбиту, но для набора скорости вне её — уже не очень. Ракете попросту не хватит горючего, чтобы достичь высоких скоростей.

Тут-то и приходят на помощь новые разработки.

Электрический двигатель.

Как несложно (наверное) догадаться, это такой двигатель, который ускоряет ракету за счёт электроэнергии.

Однако в космосе это несколько сложнее, чем на земле, где можно поставить на машину асинхронный электродвигатель и не париться, используя для разгона сцепление колеса с дорогой, а крутящий момент получая с помощью вращающегося магнитного поля. В космосе единственным доступным способом остаётся реактивное движение, таким образом, общий принцип ракетного электрического двигателя построен на разгоне рабочего тела с помощью магнитного поля, получая таким образом ускорение.

Обычно в качестве топлива выступает ксенон: он ионизируется в специальной камере, после чего положительные ионы газа разгоняются, ускоряя корабль, а электроны утилизируются. Выглядит это приблизительно вот так:

Классификация двигателей зависит от того, переходит ли рабочее тело в состояние плазмы или нет, какое поле используется для разгона и так далее.

Электрические двигатели бесполезны для подъёма ракеты на орбиту. В перспективе они смогут достичь тяги в несколько ньютонов — для сравнения, тяга одного спейс-иксовского «Мерлина» — 730тысяч ньютонов, а один Falcon 9 поднимают девять таких «Мерлинов». Однако плазменный или ионный двигатель могут работать очень долго, тратя при этом крохи топлива, и когда ЖРД давно потухнет, они будут работать. И в конечном итоге разгонят корабль до куда более высоких скоростей.