Техника - молодёжи 2011-07, страница 37

ТЕХНИКА - МОЛОДЕЖИ [ №934 I ИЮЛЬ2011

КОСМОС

мер, генератор электрического тока по отношению к электромотору.

Как это может выглядеть на практике, показано на рис. 3 на развороте журнала. Суборбитальная ракета поднимается на высоту орбиты КАН и в верхней части своей траектории выбрасывает струю жидкости или разматывает трос по линии, параллельной орбите КАН, т.е. перпендикулярно вектору радиальной составляющей скорости ракеты. Выброс начинает производиться за 30-60 с до достижения максимальной высоты. Тогда во время прохождения КАН по участку с выброшенным веществом оно будет максимально широко распределено вдоль его траектории и при этом не успеет покинуть зону накопления.

Мы показали возможности накопления на орбите конструкционных материалов и компонентов топлива для различных целей, в том числе для строительства кораблей и снаряжения их для дальних космических путешествий. А нельзя ли использовать подобные технологии прямо для разгона космических аппаратов?

ДВИГАТЕЛЬ МАЙБОРОДЫ

Рассмотрим ещё одно предложение, также принадлежащее Марвику, - по использованию неупругих ударов грузов, запущенных лунным ЭМУ, для ускорения и торможения спутников. Требование гипермассивности не исчезает — ускоряемые аппараты должны иметь массу, на несколько порядков превышающую массу единичного груза. Применив предложение Майбороды, то есть заменив моногруз потоком вещества, мы достигаем сни

жения их «вынужденно необходимой» массы в тысячи раз.

Но то, что мы назвали «вынужденно необходимой» массой, - это только масса буферного вещества. Совершенно так же, как и в случае с накоплением, уловленное в камеру вещество нужно охлаждать. Это неизбежно и значительно увеличит массу спутника, который мы хотим ускорять с помощью потока вещества.

Решение даётся во втором патенте Майбороды, в котором развивается концепция кинетического двигателя (рис. 4).

ВЫХОД НА ОРБИТУ

Процесс выведения (рис. 5) состоит из двух стадий. На первой аппарат обычным ракетным способом поднимается на высоту в 100-150 км без сообщения существенной скорости в горизонтальном направлении. Затем вступает в действие запатентованный способ. Сформированный специализированными спутниками многокилометровый трек вещества, движущийся со скоростью от 8000 до 11 000 м/с, поступает в двигатель летательного аппарата и, превращаясь в реактивную струю, за несколько минут разгоняет его до орбитальной скорости.

Масса такого разгонного трека приблизительно равна массе запускаемого аппарата. Если, например, масса выводимого в космос аппарата равна 10 т, и его нужно вывести на эллиптическую орбиту с апогеем 400 км, а точка встречи с треком лежит в перигее на высоте 100 км, то, при скорости орбитального трека 10 000 м/с,

его масса должна будет составить тоже около 10 т.

Веществом трека может быть замороженный азот, армированный волокнами кевлара или полиэтилена в количестве 1% от массы азота. Могут быть использованы низколетучие жидкие и твёрдые соединения азота с кислородом или же такой некриогенный продукт, как гидрат гидразина. С ночной стороны Земли, где нет солнечного излучения, такой разгонный трек может использоваться без ущерба для его сохранности. Тогда требуемая масса азота могла бы быть аккумулирована КАН типа PROFAC за один месяц работы при тяге его двигателей всего в 30 Н (около 3 кг). Если тяга КАН создаётся тросовым электродвигателем, то электрическая мощность солнечных батареей, питающих двигатель, будет не выше 0,3 МВт (с учётом захода в теневую часть орбиты).

За год работы такая система выводит на орбиту 12 аппаратов с суммарной массой 120 т. Грузом таких аппаратов, в отличие от проектов Марвика, могут быть и люди, и различное оборудование. Если целью запуска было достижение геостационарной орбиты, то каждый такой транспортный аппарат сможет доставлять туда двух-трёхтонный спутник связи. А при мощности солнечных батарей в 0,9 МВт предлагаемая система обеспечит выведенные на низкую орбиту аппараты запасом ракетного топлива массой в 240 т.

Ещё одним вариантом использования кинетической энергии орбитальных запасов азота и других легко накапливаемых веществ является применение этой технологии для совершения межконтинентальных трансатмосферных перелётов. У известных моделей пассажирских самолётов с турбореактивными и ракетными двигателями, разработанных для туристических полётов за атмосферу, — например Space Plane компании EADS Astrium, - запасов топлива хватает только на простой прыжок в высоту на 100-110 км. Получив ускорение от орбитальных систем Майбороды, они могли бы совершать межконтинентальные перелёты на расстояния до 20 тыс. км. и