Космічні диски – доступні та дуже швидкі
В даний час найшвидшим об'єктом, запущеним у космос людиною, є зонд «Вояджер», який зміг розігнатися до 17 км/с завдяки використанню гравітаційних пускових установок Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна. Це в кілька тисяч разів повільніше, ніж світло, якому потрібно чотири роки, щоб досягти найближчої до Сонця зірки.
Наведене вище порівняння показує, що коли йдеться про рухові технології в космічних подорожах, нам ще багато чого належить зробити, якщо ми хочемо вирушити кудись далі найближчих тіл Сонячної системи. І ці, здавалося б, близькі подорожі напевно надто довгі. 1500 днів польоту на Марс і назад, та ще й за сприятливого планетарного вирівнювання, звучить не дуже обнадійливо.
У далеких поїздках, крім занадто слабких приводів, є й інші проблеми, наприклад, із припасами, зв'язком, енергоресурсами. Сонячні батареї не заряджаються, коли сонце чи інші зірки знаходяться далеко. Атомні реактори працюють на повну потужність лише кілька років.
Які можливості та перспективи розвитку технології підвищення та надання більш високих швидкостей нашим космічним апаратам? Давайте подивимося на вже наявні рішення і ті, які теоретично і науково можливі, хоча все ще швидше в галузі фантастики.
Присутні: хімічні та іонні ракети
В даний час хімічні двигуни все ще використовуються у великих масштабах, наприклад, ракети на рідкому водні та кисні. Максимальна швидкість, яку можна досягти завдяки їм, становить приблизно 10 км/с. Якби ми могли максимально використовувати гравітаційні ефекти в Сонячній системі, у тому числі і на Сонці, корабель з хімічним ракетним двигуном міг би розвивати навіть понад 100 км/с. Відносно менша швидкість "Вояджера" пов'язана з тим, що його метою не було досягнення максимальної швидкості. Він також не використовував «форсаж» із двигунами під час планетарних гравітаційних асистентів.
Іонні рушії - це ракетні двигуни, в яких несучим фактором є іони, що розганяються внаслідок електромагнітної взаємодії. Він приблизно в десять разів ефективніший за хімічні ракетні двигуни. Робота над двигуном розпочалася у середині минулого століття. У перших версіях для приводу використовувалися пари ртуті. Нині широко використовується благородний газ ксенон.
Енергія, яка викидає газ із двигуна, надходить від зовнішнього джерела (сонячні батареї, реактор, що виробляє електрику). Атоми газу перетворюються на позитивні іони. Потім вони розганяються під дією електричного чи магнітного поля, досягаючи швидкості до 36 км/с.
Висока швидкість фактора, що викидається, призводить до високої сили тяги на одиницю маси речовини, що викидається. Однак через малу потужність системи подачі маса носія, що викидається, невелика, що знижує тягу ракети. Корабель, оснащений таким двигуном, рухається із невеликим прискоренням.
Ви знайдете продовження статті у травневому номері журналу
VASIMR на повній потужності
