Техника - молодёжи 1988-04, страница 31

«метрополитена» станет туннель, связывающий нижний и верхний полюса Фобоса, его длина составит 27 км. На обоих концах туннеля расположатся вокзалы.

После удаления задвижки, препятствующей движению, вагон начнет ускоренно падать и пройдет центр Фобоса с максимальной скоростью 7,3 м/с. Затем движение станет замедленным, он достигнет поверхности в диаметрально противоположной точке и приостановится. Продолжительность такого путешествия — 1 ч 18 мин. Любопытно, что столько же занял бы и полет на ИС над самой поверхностью.

На Деймосе рейс в один конец по 15-километровому туннелю продлится 1 ч 16 мин, а наибольшая скорость составит 4,4 м/с. Конечно, вагоны «метро» будут оснащены электродвигателями, которые пригодятся для компенсации трения, а также на случай аварии.

Скорость отрыва (вторая космическая) на этих спутниках очень мала — на Фобосе 10 м/с, на Деймосе 6,5 м/с,— и вывести с них в космическое пространство какое-либо тело нетрудно. Это можно сделать с помощью небольшого реактивного двигателя, электромагнитной пушки, простого пружинного толкателя. Правда, такие способы требуют затраты энергии. А поэтому, если необходимо транспортировать с Фобоса и Деймоса грузы большой массы, целесообразно использовать прямой (то есть протянувшийся в сторону Марса) и обратный вертикальные самодвижущиеся конвейеры-электростанции (КЭ), которые будут одновременна вырабатывать электри-

механической энергии спутников. Это обычные транспортеры с равномерно распределенными вдоль них контейнерами и электромашинами на нижних барабанах.

Назовем критической такую высоту КЭ, при которой суммарная действующая на него сила равна нулю и он находится в самоуравновешенном состоянии, не давя на опору. Так вот, если высота конвейера больше критической, то появляется сила, направленная вверх. Приложенная к заполненным контейнерам, она станет тянуть их вверх и вращать конвейер (на его вершине идет непрерывная разгрузка).

При этом электрическая машина заработает как генератор и даст ток. Надо только успевать загружать контейнеры в нижней части конвейера. На его вершине грузы ста

нут сначала поступать в накопитель,

"рби™ ^сб№Ы""^,'^Л"

Лишь на пусковом этапе, когда нагруженные контейнеры надо поднять на закритическую высоту, электрическая машина поработает как двигатель — например, от солнечной электростанции.

По сути, прямой КЭ вращает гравитационная сила притяжения к Марсу, а обратный — центробежная сила инерции (вызванная орбитальным вращением конвейера вместе со спутником).

Какие же грузы придется транспортировать? Промышленное значение будут иметь (в качестве сырья для переработки) породы, вынутые при строительстве города и туннелей, а также толстый слой поверхностной пыли, которая пойдет на производство бетона. Вероятно, в недрах Фобоса и Деймоса, сложенных из углистых хондритов, есть органические вещества, вода и кислород в связанном виде. Вместе с продуктами переработки они могут стать предметом экспорта.

Кроме транспортировки сырья и материалов на орбиты для космического строительства и снабжения энергией поселений на Фобосе и Деймосе, КЭ смогут запускать любые аппараты на орбиты вокруг Марса и Солнца. И даже ускорять или тормозить марсианские луны.

Под действием поперечных ко-риолисовых сил прямые КЭ отклоняются в сторону орбитального движения спутника, увеличивая его энергию за счет убывания ее у приближающихся к Марсу по конвейеру грузов. Обратные КЭ, отклоняясь в противоположную сторону, уменьшают его энергию и передают ее сбрасываемым с конвейера грузам. В первом случае расстояние спутника от Марса увеличивается, во втором — уменьшается. При одновременной работе обоих КЭ возможна взаимная компенсация.

Как известно, благодаря действию приливных сил Фобос постепенно приближается к планете по спирали, передавая ей часть своей энергии, что приводит к незначительному ускорению вращения Марса. С Деймосом обстоит наоборот. Чтобы расстояния спутников от Марса не менялись, следует лишь обесиечить преимущественную работу прямого КЭ на Фобосе и обратного — на Деймосе.

Посмотрим, что показывают расчеты. Допустим, на Фобосе прямой и обратный КЭ имеют одинаковую

длину — 500 км. Чтобы удалить спутник от Марса (или приблизить к нему), скажем, на 1 км, нужно перевести на орбиты 5,1 млрд т материалов по прямому конвейеру или 4,8 — по обратному. При интенсивности работы каждого КЭ 100 кг/с Фобос станет удаляться от Марса со скоростью 62 см в год благодаря работе прямого конвейера или приближаться со скоростью 65 см в год благодаря работе обратного. Чтобы взаимно скомпенсировать эти процессы, прямой конвейер должен работать интенсивнее обратного всего в 1,05 раза. При этом электрогенератор прямого КЭ даст мощность до 1,5 МВт, обратного — до 1,4 МВт; энергия пойдет на нужды поселения. За 100 тыс. лет непрерывной работы обоих КЭ на орбиты будет доставлено 648 млрд т грузов, что составит 6,5% массы Фобоса.

Если прямой (нижний) КЭ дотянуть до поверхности Марса и связать с поездом-электростанцией или подвесным моторным вагоном, то •его можно использовать для самотранспортировки грузов с Фобоса на Марс с одновременным получением даровой энергии. Возможен и самоподъем грузов по конвейеру в обратном направлении с Марса на Фобос (без особого двигателя), если их линейная плотность на поднимающейся стороне конвейера меньше, чем

Первым этапом сооружения КЭ будет создание привязных спутников (ПС) Фобоса и Деймоса. Аналогично конвейерам, ПС могут быть прямые и обратные, причем они обязательно должны располагаться выше точек Лагранжа Li и La, в которых сила тяжести равна нулю. Тросы ПС упростят запуск с поверхности Фобоса и Деймоса автоматических станций (АС) на эллиптические орбиты вокруг Марса или в дру-

На Фобосе высота точек Лагранжа над его поверхностью составляет 5 км, на Деймосе — 16,7 км. Минимальная удельная работа по подъему туда какого-либо тела равна 8,1 Дж/кг и 11,4 Дж/кг соответст-

По-видимому, все рассмотренные здесь космические системы заработают на Фобосе и Деймосе на разных этапах освоения этих спутников. Их создание — дело XXI века, который уже близок. А первый шаг в этом направлении будет сделан в этом году, когда с Байконура стартуют космические аппараты международной программы «Фобос».

29