Найти тему
nii trino

Электромагнитная разгонная система для вывода грузов в космос.

Не претендую здесь, конечно, на однозначную верность доводов - просто пытаюсь рассуждать о том, какими ещё способами, кроме ракет, можно было бы выводить в космос различные грузы. Идея Космического Лифта кажется мне нереалистичной; поскольку трос, протянутый поперёк всего космического мусора, рано или поздно будет этим мусором задет - а соответственно и порван - даже если и не порвётся сам собой (что тоже возможно). Да и вес этого троса должен быть невообразимым. А если он будет очень тонким - какой прочностью должны обладать шкивы подъёмного механизма, чтобы не быть разрезанными этим тросом в процессе долгого подъёма. Ведь расстояния там будут такими, что этот лифт должен будет подниматься, наверное, месяцами - за это время у него и двигатель перегорит... А вот идея разгонять корабль с помощью так называемой силы Лоренца (которая задействована, например, в рельсотроне) кажется мне вполне реальной. Вопрос лишь в том, насколько большим должен быть этот корабль, чтобы его теплозащита начисто не сгорела в процессе пробития плотных слоёв атмосферы на чудовищно огромной скорости. Но сведения, например, о гиперзвуковом "Авангарде", совершающем подобные вещи, внушают по этой части оптимизм. К тому же, некоторые метеориты, не смотря на свою огромнейшую космическую скорость, долетают до поверхности Земли, не разрушившись. Если на это способна простая порода, не подготовленная для таких испытаний, то уж специально для этого созданная защита должна справиться.

Саму такую систему вывода грузов в космос я представляю себе следующим образом.

Предположим, где-нибудь в пустыне Сараха, горизонтально к поверхности Земли прокладывается вакуумная электромагнитная магистраль. По ней на магнитной подушке и с помощью магнитного поля разгоняется корабль-снаряд.

Из этой разгонной магистрали он вылетает со скоростью 10 км/сек. Будучи тяжёлым и тонким как карандаш, он тратит на лобовое сопротивление воздуха небольшую часть от своей общей кинетической энергии, и в течении определённого количества секунд прошивает атмосферу и оказывается на орбите с нормальной орбитальной скоростью. Вылетает он из магистрали горизонтально, но, поскольку его скорость превышает орбитальную - он не падает, а наоборот уходит в космос по касательной линии к кругу Земли, теряя при этом лишнюю скорость на пробитие плотных слоёв атмосферы (около 250 км). При этом выдвижными рулями в основании лобовой защиты он слегка отклоняет тангаж, задирая нос вверх, чтобы за счёт возникшей аэродинамической подъёмной силы быстрее выйти за пределы атмосферы, не огибая планету в её толще, а придерживаясь той самой ровной касательной линии - пока не выйдет в безвоздушное пространство. Здесь он корректирует орбиту обычными ракетными двигателями - и дальше ведёт себя как обычный космический корабль.

Снаряд, конечно, для этого должен быть тяжёлым, но большая часть этой массы может быть полезным грузом.

В лобовой части у него, понятно, будет мощная тугоплавкая защита, которая будет принимать на себя основное сопротивление пробиваемой атмосферы. Она может сгорать слоями - слоёв столько, сколько нужно; в массе дефицита нет - она наоборот необходима.

А чтобы от резкого впуска воздуха не разрушилась магистраль, сразу после прохождения по ней корабля-снаряда, по всей её длине быстро открываются впускные шлюзы и впускают в магистраль атмосферное давление; а вакуум остаётся только перед снарядом. Когда снаряд приближается к концу магистрали, створки, удерживающие воздух, резко расходятся, открывая для него выход.

По траектории пролёта корабля над поверхностью земли, конечно, должна быть обширная зона отчуждения, в которой не должно быть ни души; поскольку там в момент пролёта корабля из-за ударной волны не останется ничего живого. По протяжённости эта зона должна быть, наверное, километров 100 в длину (дальше корабль уже будет находиться достаточно высоко над поверхностью) и, в ближайшей к выходу из магистрали точке, километров 30 в ширину, постепенно сужаясь по мере удаления от неё.

Для пилотируемых запусков, конечно, нужна будет очень длинная разгонная магистраль, поскольку там есть порог по допустимой перегрузке при разгоне.

Если ускорение разгона будет, например, 5 g - то для достижения 10 км/сек нужна магистраль в 1000 км (на прохождение которой уйдёт 200 сек). Для ускорения в 10 g (не знаю, есть ли возмжность для человека выдерживать такую статическую перегрузку) - длина магистрали должна быть 500 км (время разгона - 100 сек).

А если магистраль подразумевается исключительно для грузовых кораблей, то она может быть гораздо меньше по своим размерам - грузы и механизмы способны выдерживать куда большие перегрузки, чем люди. Для ускорения 20 g требуемая длина магистрали - 250 км (50 сек разгона); для 40 g - 125 км (25 сек); для 80 g - 63 км (12,5 сек).

Шестидесятитрёхкилометровую магистраль (ту, в которой требуется ускорение 80 g) можно сделать уже реально наклонной за счёт углубления её начала на много километров под землю. Наклон линии взлёта в этом случае будет гораздо выгоднее - толщина пробиваемой атмосферы гораздо меньше, снаряды не придётся снабжать аэродинамическими рулями для самостоятельного выхода на более крутую траекторию взлёта (то есть они станут гораздо более простыми и надёжными), да и защита в этом случае понадобится более лёгкая (что позволит выводить больше полезного груза). Само собой, это будет гораздо дороже, чем проложить магистраль просто по поверхности - но это явно предпочтительнее: перерасход средств на прокладывание наклонного туннеля окупится более экономичными и продуктивными запусками.

Конечно, для создания такой наклонной подземной разгонной магистрали нужны соответствующие технологии. С каждой сотней метров в глубину температура повышается на 3 градуса, и на глубине 12 км она близка уже к 220 градусов по цельсию, но при желании можно сделать туннель теплоизолированным и охлаждаемым (например, водой, подаваемой из большого водоёма на поверхности (при этом конвекция нагреваемой воды позволит установить там ещё и гидроэлектространцию, которая может снабжать энергией саму разгонную магистраль). То есть даже само по себе, без всякой магистрали, это предприятие (с созданием сверх-глубокого наклонного туннеля для неё) обещает интересные технологические перспективы.

Лично у меня есть ощущение, что всё это: а - в принципе возможно и б - может сделать космические запуски более дешёвыми и массовыми - особенно если предусмотреть возврат этих корпусов в заданном месте. То есть корабль, выведя на орбиту груз, оставляет его там, а сам в заданной точке входит обратно в атмосферу и падает в зоне отчуждения - где, со временем, эти останки можно собрать и переплавить на новые доставочные корпуса.

ВСЕ ДРУГИЕ СТАТЬИ