С одной стороны, как известно, мечтать не вредно, вредно не мечтать. С другой - мечты должны на что-то опираться, то есть не быть совсем уж беспочвенными, с одной стороны, а с другой - они должны быть более менее продуманными. То есть нет ничего хуже, когда мечта сбывается и выясняется, что она тебе не особо-то и нужна, более того - имея ее в своих руках ты теряешься и не знаешь, что делать.
Космические мечты человечества весьма разнообразны и обозреть их все практиечески невозможно. Хотя и хочется - у меня в мыслях есть все же что-то такое попробовать сделать. Но в данный момент попробуем остановиться на двух, не побоюсь этого слова, самых распиаренных - мечтах Роскосмоса о космическом ядерном буксире.
Том самом, на основе реактора мегаваттного класса. Это с одной стороны, а с другой - мечтах Илна Маска. Здесь, правда, нужно остановиться - мечта Маска, как известно, корона императора Марса, и оценивать ее из нынешних пандемийных времен несколько странно.
Так что остановимся на одном из подмножеств этой мечты - создании огромной, дешевой многоразовой ракеты, способной доставить на орбиту Земли не менее 100 тонн груза, в том числе - космонавтов, топливо, оборудование, материалы и конструкции.
Рассмотрение процесса сбычи этих мечт и того, что мы в итоге получим будем вести по простой схеме: что есть уже сейчас, чего не хватает, что получим в случае успеха.
1. Ядерный буксир мегаваттного класса.
У него уже есть два названия - "Нуклон" и "Зевс". Возможно, их будет больше - в фантазии нас ничего не ограничивает.
Итак, что имеем на сегодняшний день? Имеем немало. Во-первых, и в главных, есть некоторый опыт разработки и эксплуатации ядерных реакторов на орбите. Опыт небольшой и он строго ограничен связкой ядерный реактор - термоэмиссионный преобразователь, от которого и запитывались ЭРДУ. Есть несколько опытов по капельному охлаждению объектов на орбите. Их результат на данный момент не очень ясен. Есть хороший набор собственно ЭРДУ - в деле их создания Россия находится в числе лидеров.
Ну и есть несколько довольно странным образом "слитых" видео и фотоматериалов, на которых вроде бы что-то есть, но каких-то конкретных пояснений - что это такое, для чего, на какой стадии подготовки и пр. - нам не предоставлено, что дает возможность самых широких интерпретаций - от "да все уже практически готово" до "не готов даже аванпроект, который сейчас спешным образом " разрабатывают.
Плюс есть всякие схемы, рисунки и анимационные ролики самого разного толка, которые также не дают возможности точно ответить на вопрос - что есть на данный момент.
Подойдем с другой стороны. Что нам обещали на 2030 год? Из последних выступлений представителей Роскосмоса вырисовывается следующее - миссия полностью автоматическая, без экипажа. Старт с земной орбиты, доставка некоего "лунного груза", затем отправка на Венеру, доставка на нее венерианского зонда. По пути возможна дозаправка топливом. Далее выход к Венере, отделение "венерианской" порции груза, гравитационный маневр на ее орбите и отправка в сторону Юпитера, для доставки к одному из его спутников (предположительно Каллисто) научного зонда.
Программа полета мечты оказывается чрезвычайно сложной и плотной. Доставка трех видов груза, автоматическая дозаправка топливом, сложные баллистические маневры. По факту, помимо собственно буксира для реализации этой амбициозной программы нам необходимы еще очень много всякого разного - три вида груза (лунный, венерианский, каллистянский), а также корабль-танкер, загруженный инертным газом и способный осуществить дозаправку нашего "Зевса".
При этом если мы более менее можем представить себе, что будет доставлено к Луне (российская лунная программа хоть и буксует, но очерчена достаточно четко, плюс есть немалые надежды на сотрудничество с Китаем), а в качестве венерианской нагрузки естественным было бы использование включенного в ФКП аппарата "Венера-Д", то два остальных компонента полностью скрыты от нас в тумане неизвестность. Неизвестны никакие, даже концептуальные проработки на этот счет. При этом эти два компонента, если подходить к делу с точки зрения воплощения именно озвученных планов, оказываются ключевыми. Без танкера и его добавочного топлива "Зевс" рискует до окрестностей Юпитера просто не долететь, а без научного аппарата для исследований Каллисто вся эта затея теряет всякий смысл - в чем смысл этих всех гонок по Солнечной системе? Тем паче, что прямо говорится, что возвращать "Зевс" обратно не планируется. Так и останется на Каллисто, уж извините за каламбур.
Создание же самого "Зевса" в железе требует нескольких ключевых компонент. Во-первых, реализация охлаждения реактора. Если уж мы замахиваемся на мегаваттный класс, то тепловая можность будет как минимум втрое больше, рассейть такое в вакууме - задача крайне нетривиальная и на данный момент готового решения не имеющая. Особенно остро она стоит для теромэмиссионных установок, так как там, помимо собственно реактора потребуется весьма немаленькая электрическая часть, способная поднять относительно невысокие десятки и сотни вольт выхода термоэмиссионной установки до потребных для работы ЭРДУ десятков киловольт. Эта часть также будет вносить свою лепту в разогрев аппарата в целом.
В случае использования электромашинного преобразования мы получаем собственно "электромашинный" кусок - то есть некий аналог турбины, вращающей генератор. Создание такого рода устройств в космосе - очень нетривиальная задача, для ее решения требуется преодолеть огромное количество препятствий, едва ли не главным из которых является то, что оно должно долгое время работать без обслуживания человека. Сделать такое не невозможно, более того, делать такое нужно и быть в этом впереди всех - почетно. Но успех - не гарантирован.
Итого, если рассматривать мечту ровно в том виде, в каком ее формулирует Роскосмос, то можно сказать следующее:
1. Она не выглядит невозможной, то есть она реализуема
2. Она очень сложна в реализации, так как требует большой совокупности как теоретических, так и экспериментальных разработок.
3. Задел невелик
4. Задача выглядит сложной еще и потому, что ее реализация зависит от решения побочных задач (скажем, создания и запуска танкеров)
Рассмотрим попутно "урезанный" вариант мечты. Итак - пусть "Зевс" у нас есть, а вот полета к Каллисто - нет. Увы - либо не готов танкер, либо мы не вполне уверены в работоспособности турбины и нам необходимо "погонять" ее какое-то время на орбите или на лунной трассе для набора статистики, ну и т.п. Плохо ли это?
Если подходить к делу с точки зрения заявленной цели - покорение Солнечной системы - то не очень хорошо. В пределах пояса астероидов мы можем относительно просто летать на химии, энергетический баланс возможно свести при помощи СБ, то есть для успеха нам необходимо отправить наш "Зевс" куда подальше.
С другой, если существует еще и вторая цель - все становится сложнее. "Зевс" как таковой - это ведь не только двигательная установка многократного включения и длительного пользования. Это еще и мощная электростанция в космосе. То есть, она способна питать оборудование, требующее для своего функционирования довольно серьезную мощность. На ум сразу же приходят военные приложения - локаторы, системы РЭБ, системы дальнего обнаружения, лазеры и т.п.
Если кто мечтает именно о такого рода успехе - тогда шансов на реализацию своей мечты у них побольше, чем тех, кто мечтает о покорении дальнего космоса.
Но это уже другая тема...
Продолжение следует