Полет на луче

Рассматривая проекты двигателей с очень высокими скоростями истечения рабочего тела, мы подошли к наиболее популярной схеме корабля, связанной с надеждами «оседлать» электромагнитную волну и унестись с ее помощью в просторы Галактики: ведь быстрота вылета электромагнитной волны не оставляет желать лучшего. Ее кванты уже при своем возникновении обладают скоростью 300 тыс. км/сек, и заботиться об их разгоне, как это делается в электротермических двигателях, не приходится.

Еще в 1865 г. английский физик Д. К. Максвелл (1831 — 1879) предположил, что свет представляет собой электромагнитную волну. Все электромагнитные волны состоят из взаимно связанных электрических и магнитных полей и распространяются в пустоте с одинаковой скоростью, равной с = 2,99776·10⁵ км/сек. Однако во всех расчетах, за исключением самых точных, скорость света в пустоте можно принять равной 300 000 км/сек.

В 1901 г. профессор Московского университета П. Н. Лебедев (1866-1912) впервые опытным путем доказал справедливость одного из наиболее смелых предположений электромагнитной теории света о том, что свет способен оказывать давление на тела. Но раз свет оказывает механическое воздействие, нельзя ли использовать это его свойство для движения звездолета? Правда, известно, что сила давления солнечного света крайне мала. На идеально отражающее зеркало площадью 1 км ², расположенное от Солнца на том же расстоянии, что и Земля, солнечные лучи давили бы с силой 1 кг (или 1 мг/м ²); на абсолютно черное тело, поглощающее все лучи,— с половинной силой — 0,5 кг. В результате оказывается, что даже на самолет-гигант размером с ТУ-114, летящий в безоблачном небе, солнечные лучи давят с силой лишь в сотые доли грамма, а на всю нашу планету Землю — с силой около 80 тыс. т¹.

¹ Поверхность Земли, на которую давят солнечные лучи, в ее проекции на плоскость, перпендикулярную лучам, равна площади ее диаметрального сечения . Примерный диаметр нашей планеты D₃ = 12·10³ км. Альбедо Земли — параметр, характеризующий, какую часть солнечных лучей отражает Земля, R = 0,4. Давление лучей Солнца на 1 км ² поверхности абсолютно черного тела, расположенного на расстоянии Земли, р = 0,5 кг/км ². Тогда сила давления солнечных лучей на Землю, согласно уравнению (11), будет равна:

Интересно отметить, что такое давление создает солнечное излучение, энергия которого за день примерно равна энергетическим запасам всех горючих ископаемых Земли.

Мысль об использовании давления света — «солнечного ветра», надувающего «паруса» космических кораблей, получила впервые научное подтверждение в расчетах, проведенных в 1925 г. советским ученым Ф. А. Цандером (1887-1933).

Технические расчеты показали, что «парус», представляющий собой зеркальную поверхность из тонких пластинок толщиной в тысячные доли миллиметра, набранных на каркасе из тончайшей проволоки (в космическом пространстве вне интенсивных полей тяготения этого было бы достаточно для сохранения заданной формы зеркала), площадью 1 км ², весом около 3 тыс. кг сможет обеспечить получение тяги порядка 0,75 кг, если коэффициент отражения поверхности имеет среднюю величину по сравнению с абсолютно черным и идеально отражающим телом. Но тогда удельный вес двигательной установки составит более 3 т на 1 кг тяги, т. е. ускорение зеркала не сможет превысить ¹/₃₀₀₀ земного ускорения. В этом случае парусу-спутнику Земли, имеющему орбитальную скорость 8 км/сек, чтобы приобрести вторую космическую скорость 11,2 км/сек, необходимую для путешествия по Солнечной системе, понадобилось бы около месяца.

Интересно, что один из американских специалистов, опираясь на достижения современной технологии получения искусственных пленок, которые могут использоваться в космосе, недавно вновь проанализировал возможности создания звездного парусника. Вес паруса из тончайшей пленки, покрытого отражающей алюминиевой краской, на создание которого можно сейчас технически рассчитывать, оказался вдвое большим, чем тот, который принимал для своего зеркала Ф. А. Цандер. Таким образом, зеркалу из пленки для достижения скорости, позволяющей путешествовать в пределах Солнечной системы, понадобилось бы около двух месяцев, а для приобретения скорости, обеспечивающей уход из Солнечной системы, — примерно 130 суток.

Давление света в космическом пространстве предполагают использовать французские ученые для увеличения долговечности спутников. После выброса на высоте 500 км или более полиэтиленовой оболочки надувного спутника содержащийся в нем газ расширится и заставит спутник принять обтекаемую форму, близкую к каплевидной,— сочетание зачерненной полусферы и конического обтекателя, выкрашенного в белый цвет,— с четырьмя стабилизаторами площадью 8 м ² у вершины конуса. Диаметр полусферы 10 м, общая длина спутника 15 м, поверхность полусферы 353,4 м ², поверхность конуса 196,4 м ². Когда орбита спутника будет лежать в плоскости, перпендикулярной направлению солнечных лучей, отражающая поверхность конуса составит 50 м ², что при давлении света 0,89 мг/м ² обусловит создание результирующей силы в направлении движения, равной 22 мг. На высоте 500 км, где плотность воздуха ρ = 54·10^-15 кг·сек ²/ м ², при расчетной скорости полета 7,7 км/сек лобовое сопротивление составит всего 9,5 мг, т. е. полезная тяга достигнет 12,5 мг.

Когда плоскость орбиты станет параллельной направлению солнечных лучей, спутник часть пути будет находиться в тени Земли, но на остальной его части (224°) — под воздействием солнечного света.

При движении спутника по орбите, лежащей в плоскости, перпендикулярной направлению солнечных лучей, составляющая тяги в направлении движения создается подобно тяге яхты, идущей под парусами перпендикулярно направлению ветра. Роль килей солнечного парусника выполняют стабилизаторы, поскольку на высоте, где должен двигаться спутник, еще есть следы атмосферы, способные оказывать на них аэродинамическое давление.

При полете в направлении лучей их давление достигнет максимального — 71 мг, при встречном движении спутника силы, тормозящие полет, составят лишь 35 мг. В результате спутник, имея среднюю тягу 20 мг, может практически очень долго, вечно, существовать на заданной ему орбите.

Вероятно, что по мере совершенствования технологии получения легких и хорошо отражающих пленок возможность использования солнечных парусов для передвижения небольших автоматических лабораторий в Солнечной системе будет возрастать. Уже публиковался проект одной из таких солнечных яхт — лаборатории с парусом диаметром 70 м, имеющей земной вес 10 кг и полезный груз 10 кг, предназначенной для путешествия на орбиту Венеры и обратно к Земле¹.

¹ «Missiles and Rockets», 1959, vol. 5, № 32, p. 42.

Лаборатория должна набирать вторую космическую скорость, проходя множество витков раскручивающейся спирали, охватывающей Землю. При этом в моменты движения против «солнечного ветра» — давления солнечных лучей ее парус должен сворачиваться (или поворачиваться ребром к Солнцу). Затем, став спутником Солнца, лаборатория с помощью паруса постепенно тормозится, уменьшает скорость. В результате она «падает на Солнце», подобно тому, как снижаются на Землю спутники при их торможении, и по пути выходит на орбиту Венеры. Дальнейшее торможение позволяет лаборатории стать спутником Венеры. После выполнения научных исследований лаборатория, двигаясь по спирали вокруг Венеры, вновь набирает вторую космическую скорость и уплывает, развернув парус, к орбите Земли.

Однако для разгона до скорости, равной ⅓ от скорости света, что, как мы знаем, необходимо для «минимального» межзвездного путешествия, только одному сверхлегкому зеркалу Цандера (без учета веса груза, аппаратуры управления и т. д.) понадобилось бы при постоянной наибольшей допустимой тяге более 3 тысяч лет!

Поэтому сразу становится очевидным, что, хотя световое давление способно поддерживать движение спутников специальной формы, использовать свет раскаленных небесных тел для звездолета-парусника, который к тому же должен лететь на больших расстояниях от них, — задача нереальная.

Тогда возникает вопрос, а нельзя ли установить источник электромагнитных волн в самой ракете? Собрав все излучение в пучок с помощью отражающего экрана и «выбросив» его через сопло, мы получим реактивную силу, которая будет зависеть лишь от мощности источника излучения. Но это лишь идея. А что показывают конкретные расчеты?

Можно отметить, что любой ракетный двигатель является в некоторой степени и квантовым, электромагнитным, ибо нагретое тело всегда излучает электромагнитные волны. Физики используют идеализированное представление об абсолютно черном теле, которое способно излучать и поглощать волны всех частот. К идеальному излучателю близка печь с небольшим отверстием для выхода излучения, а следовательно, в некоторой мере и камера сгорания квантового двигателя с соплом. Характер и интенсивность излучения из такой печи зависят от температуры. Поскольку с ростом температуры в излучении становятся преобладающими кванты все больших энергий (длина волны излучения уменьшается, а частота растет), такой двигатель во все большей степени становится квантовым. По мере роста интенсивности электромагнитного излучения оно может давать более ощутимую тягу. При интенсивности излучения, достигающей 1 млн. ккал на 1 см ² поверхности, температура черного излучения составит около 150 000°К и давление электромагнитных волн достигнет 1 ат. В таком случае источник волн становится практически пригодным для его использования при создании тяги квантолета.

Давление электромагнитного потока, падающего перпендикулярно на поверхность тела, равно плотности электромагнитной энергии (энергии, заключенной в единице объема) вблизи поверхности. Эта энергия складывается из энергии падающих и энергии отраженных волн. Если мощность электромагнитной волны, падающей на единицу поверхности тела, равна N, а коэффициент отражения электромагнитной энергии R, то плотность энергии электромагнитных волн вблизи поверхности равна давлению света на единицу поверхности:

(2.11)

Таким образом, давление света возрастает с ростом коэффициента отражения R, который изменяется от 0 до 1. Совершенно ясно, что экран звездолета должен отражать как можно большую часть энергии падающей на него электромагнитной волны.

При идеально отражающем рефлекторе для получения тяги в 1 т необходим источник излучения мощностью около 1,66 млрд. квт ¹; это примерно мощность 2500 Днепрогэсов. А поскольку для полета в приемлемые сроки потребуются тяги в десятки и даже сотни тонн, понадобятся гигантские мощности излучателей и управление огромными потоками излучения.

Чтобы справиться с таким потоком излучения, сопло квантового звездолета должно иметь огромную поверхность излучателей. Даже если принять, что концентрация потока излучения на экране звездолета в 10 раз больше, чем у поверхности Солнца, то и тогда отражатели излучения должны обладать площадью в несколько квадратных километров.

¹ Соответственно в случае, когда тяга создается за счет «активного» излучения электромагнитных волн с самой поверхности экрана, в котором излучение почти не поглощается, для получения тяги в 1 т необходим источник излучения мощностью около 3 Млрд. квт.

Как отмечал проф. Г. И. Бабат (1911-1960), экран таких колоссальных размеров расплющился бы на Земле под собственной тяжестью подобно киту, выброшенному на сушу. Квантовый двигатель такого звездолета оказался бы способным вскипятить океаны, сдуть электромагнитным ураганом часть земной атмосферы. Поэтому сооружение гигантского звездолета, его старт и возвращение должны происходить на внеземной базе.

Рис. 15. Спектр электромагнитных волн

Какими же могут быть электромагнитные излучения, отбрасываемые экраном звездолета? У человека нет органов чувств, позволяющих непосредственно исследовать какие-либо электромагнитные волны, кроме волн видимого света. Но известные и изученные с помощью специальных приборов электромагнитные волны занимают огромный интервал длин волн и их частот (рис. 15).

Характерное свойство электромагнитной волны — ее частота, или число колебаний за секунду. Ряд свойств электромагнитных волн можно объяснить только тем, что им присущи свойства ограниченных частиц, или квантов излучения, обладающих определенной энергией и количеством движения. Как энергия кванта, так и его количество движения определяются частотой волны. Чем больше длина волны, тем меньше ее частота, меньше кванты.

Современная физика показала, что поток света имеет прерывистое строение и состоит из отдельных порций (квантов) света, своеобразных атомов излучения — фотонов, обладающих определенными значениями энергии. Это положение было впервые математически сформулировано в 1900 г. немецким физиком Максом Планком (1858-1947). Лишь благодаря малости фотонов и их огромному числу излучение представляется непрерывным процессом. Фотоны отличаются от атомов и электронов — они бывают различны по своим энергетическим характеристикам, что зависит от частоты колебаний. Например, энергия фотона, отвечающего фиолетовому цвету, больше, чем энергия фотона, отвечающего красному. В 1933 г. академик С. И. Вавилов (1897-1951) поставил опыт со световым пучком малой интенсивности, позволившей ему наблюдать если не самые кванты света — фотоны, то их группы по пять — семь фотонов.

Итак, свет не только волновой колебательный процесс, но вместе с тем и поток материальных частиц.

Энергия каждого фотона

E = hv, (2.12)

где h = 6,623·10^-27 эрг/сек — постоянная Планка;

v — частота колебаний.

Известное соотношение, связывающее массу с энергией, полученное впервые А. Эйнштейном (1879-1955):

E = mс². (2.13)

Отсюда

mс2 = hv;

Таким образом, фотон характеризуется частотой

(2.14)

и, так как для фотонов v_p.т = с, характеризуется импульсом (2.15)

На основании учения о колебаниях

c = vλ,

или

где λ — длина волны света. Число фотонов, пáдающих на единицу площади в единицу времени,

Подставляя значение n₀ в уравнение (2.15), получим импульс света, который передается на единицу площади экрана в единицу времени:

(2.16)

Если поверхность полностью поглощает все кванты, то этот импульс и будет представлять собой давление электромагнитного потока; если поверхность отражает часть квантов, уносящих импульс обратного направления, она получит дополнительный импульс , а полный импульс, полученный на основании квантовой теории света, будет определяться той же зависимостью, что и зависимость (2.11), полученная согласно электромагнитной теории.

Для обеспечения энергетических потребностей звездолета необходимо найти, как будет показано ниже, способы интенсивно и нацело превращать ядра атомов в электромагнитное излучение. Такие процессы могут быть получены в результате достижений физики в ряде принципиально возможных направлений.

Одно из них, представляющееся наиболее перспективным, заключается в использовании явления, которое возникает при слиянии частиц с античастицами¹. Античастицей принято называть такую частицу вещества, которая по заряду противоположна обычной, привычной нам частице, имеющей ту же массу. Например, электрон имеет отрицательный заряд, а его античастица позитрон — положительный. Протон заряжен положительно, а антипротон отрицательно. Нейтрон совсем не имеет заряда, но и для него нашлась частица «навыворот»-антинейтрон, имеющий противоположное направление вращения. Вещество, состоящее из античастиц, и называется антивеществом. Естественно, что господствующее в нашей части Вселенной вещество и антивещество абсолютно равноправны, т. е. каждое из них может считаться антивеществом по отношению к другому. Античастицы в нашем мире недолговечны: столкнувшись с обычными частицами и пройдя цепочку реакций, они аннигилируют — нацело «исчезают» с выделением всей массы и энергии в форме гамма-частиц, фотонов, мезонов и других излучений. При этом на единицу массы, участвующей в физической реакции аннигиляции, выделяется энергия, соответствующая излучению массы покоя вещества или ее части. Направив образующееся излучение в одну сторону пучком, подобным струе из сопла реактивного двигателя, сформировав «реактивный луч», получим так называемый квантовый двигатель.

¹ Принципиальная возможность использования взаимодействия потоков вещества и антивещества для обеспечения энергетических потребностей звездолетов была указана независимо автором и проф. К.П.Станюковичем в 1956 г.

Однако в сколько-нибудь значительных масштабах подобные процессы пока осуществить не удалось. Для квантолета понадобились бы мощные источники — устройства для получения античастиц или большой их запас. Но сегодня еще лишь весьма приближенно можно представить себе, какими должны быть «баки» для хранения антивещества, которое не будет дожидаться, пока его подадут в камеру сгорания, и мгновенно аннигилирует с веществом самого бака.

Можно предполагать, что если бы, например, удалось создать антижелезо, то его можно было сохранять, удерживая «на весу» в вакууме космического пространства вдали от стенок бака с помощью постоянного магнитного поля. Существует принципиальная возможность удерживать и немагнитные заряженные тела в переменном магнитном поле и с помощью этого же поля обеспечить их сосредоточение в узкий пучок при выбрасывании.

Советский физик А. Дмитриев предполагает, что для хранения антиматерии — позитронов возможно использование «магнитных бутылок», каждая из которых представляет собой систему магнитных полей, создаваемых за счет циркуляции сильных токов по замкнутым катушкам из сверхпроводящих сплавов, что обеспечит прочность «стенок» без дополнительной подпитки катушек энергией. Сверхпроводимость в свою очередь может быть достигнута глубоким охлаждением катушек, что в космическом пространстве, по-видимому, осуществимо. Сквозь невидимые стенки «бутылок» частицы ни изнутри, ни снаружи проникнуть не смогут.

Множество «бутылок», в каждой из которых помещается относительно небольшое количество электронов и позитронов, могут быть расположены попеременно в шахматном порядке, чтобы по возможности уравновесить взаимодействие зарядов. Укрепить равновесие предполагается с помощью электростатических полей, источником которых послужат батареи конденсаторов.

Быть может, такими «бутылками» и будет заполнено хранилище топлива звездного корабля.

Энергия магнитных и электрических полей и «бутылок» по мере их опорожнения, как и материал катушек, также может использоваться для обеспечения энергетических потребностей корабля. Следует, кроме того, иметь в виду, что при попытке осуществления реакции аннигиляции между сколько-нибудь плотными струйками антивеществ реакция, начавшись на соприкасающихся поверхностях, привела бы к мгновенному разбрасыванию остальной части топлива, и в результате его использование было бы ничтожным. Это значит, что материя и антиматерия должны подаваться и взаимодействовать в чрезвычайно разреженном состоянии. Как показывают предварительные расчеты, их плотность не должна составлять более 10^-10 г/см ³.

Не менее важно обратить внимание на следующее: при слиянии частиц и античастиц образуются, в частности, настолько жесткие электромагнитные волны (γ-лучи), что для них даже идеально полированные экраны подобны решету. Вместе с тем значительная часть энергии излучений будет поглощаться веществом экрана. Несколько меньше поглощается веществом экрана и лучше отражается видимый свет — фотоны. Однако и в этом случае даже самое лучшее полированное серебряное зеркало поглощает до 5% энергии падающего на него света.

Ясно, что при огромной мощности источника излучения (например, при излучении мощностью 20 млрд. квт поглощалась бы энергия в 240 млрд. ккал/сек) неизбежно мгновенное испарение экранов и практически всего звездолетного аппарата. Но, может быть, есть возможность увеличить отражающую способность самих экранов, уменьшить поглощение в них энергии электромагнитных волн, либо качественно изменить сами электромагнитные волны, чтобы они лучше отражались от прежних или улучшенных экранов?

В частности, известно, что в определенных условиях аннигиляция позитрона и электрона в магнитных полях большой напряженности может происходить с испусканием не двух квантов, разлетающихся под большими углами в противоположные стороны, а одного (рис. 16). При этом импульс отдачи воспримет поле, в котором произошла

Рис. 16. Схема магнитного зеркала а — обычная аннигиляция; б — аннигиляция с испусканием одного фотона, создающего импульс

аннигиляция. Такие поля возможно и могли бы сыграть роль зеркала экрана.

Наконец, может быть, окажется возможным сосредоточить значительную часть излучения в виде направленного пучка не с помощью экранов, а используя магнитное кольцевое поле — своеобразный электромагнитный ствол, в какой-то степени подобный камерам плазмотронов и установок, с помощью которых сейчас стараются «приручить» термоядерные реакции. Во всяком случае, для камеры сгорания звездолета вероятна тепловая изоляция такого характера.

Возможны поиски в каждом из этих направлений. Остановимся, однако, несколько подробнее на возможностях экранов-отражателей.

Непосредственное уменьшение поглощающих свойств экранов по отношению к видимому свету представляется менее перспективным¹. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом носит весьма сложный характер. Упрощенно можно представить, что механизм, за счет которого создается давление света, заключается в следующем: падая на отражающую поверхность, световая электромагнитная волна возбуждает в ней микротоки. Сила взаимодействия этих токов с электромагнитным полем световой волны и есть сила давления света.

¹ Возможно некоторое уменьшение поглощения света в экране путем покрытия его специальной пленкой из диэлектрика (по аналогии, например, с просветлением оптики фотоаппарата). Однако очевидно, что это принципиально не изменит положения дела.

Что касается тепла, выделяющегося в экране, на который падает свет, то оно определяется частью энергии, затрачиваемой поверхностными токами на преодоление сопротивления материала экрана, в котором они движутся. Можно предположить, что отражатель, выполненный из материала, находящегося в состоянии сверхпроводимости, нагревался бы значительно слабее, так как меньшая часть энергии поверхностных токов, возбуждаемых при падении излучения на зеркало, затрачивалась на преодоление сопротивления. И хотя сверхнизкая температура космического пространства, по всей видимости, благоприятствует созданию экранов из материала, находящегося в состоянии сверхпроводимости, практическое осуществление такого экрана представляется нам весьма проблематичным. Поэтому предложение непосредственно «оседлать» луч видимого света нам кажется пока нереальным.

Однако остается второй путь, позволяющий рассчитывать на успех в деле создания квантолетов. Коэффициент поглощения энергии в экране

где λ — длина электромагнитной волны;

Δ — глубина проникновения этой волны в материал. По мере увеличения длины электромагнитной волны поглощение ее энергии в отражающем экране уменьшается. Так, при длине волны 10 см коэффициент поглощения в меди составляет около одной стотысячной, при длине волны 2 м он примерно в 3 раза меньше. Однако создание экрана технически приемлемых размеров потребовало бы снижения ε еще по крайней мере в 2,5 раза. Эта задача представляется особенно сложной, так как для других конструкционных материалов коэффициент поглощения волн одинаковой длины больше, чем у меди (например, ε для волны длиной 2 м в железе примерно в 2,5 раза больше, чем в меди).

С дальнейшим «измельчением» квантов возможно удастся добиться того, чтобы подводимая к экрану энергия лишь на ¹/_{100 000 000} поглощалась в материале отражателя. Это позволило бы рассчитывать на создание квантового звездолета с достаточной тягой без опасности перегрева экрана. Таким образом, в будущем может стать возможным изготовление таких экранов или такое преобразование электромагнитной радиации, которое позволит устранить недопустимое температурное воздействие интенсивных излучений на экран и расположенные за ним элементы конструкции звездолета и направить в то же время электромагнитный луч в сторону, противоположную направлению полета. Для защиты экипажа звездолета от опасных излучений, даже при его расположении на очень большом расстоянии от источника, понадобятся, вероятно, дополнительные, стоящие один за другим отражающие экраны (может быть, для этой цели можно будет использовать покрытые специальными оболочками экраны промежуточных ступеней) и, кроме того, со стороны излучателей специальные защитные многослойные экраны у самих кабин. В противном случае это расстояние должно составлять тысячи километров, что практически неосуществимо.

Примером радиоволн, которые могут успешно направляться экранами и в ничтожной степени поглощаются ими, могут служить волны радиолокации или телевидения. Любая радиолокационная установка, размещенная в космическом пространстве, обеспечила бы, правда неприемлемый, слишком медленный, но все же разгон космического корабля. Она оказалась как бы прототипом выходной части двигателя звездного корабля. Однако естественно, что удельный вес такого двигателя был бы чрезмерно большим, ибо у земных источников все еще чрезвычайно мала эффективность преобразования других видов энергии в энергию радиоволн. Все же, говоря о возможностях использования радиоволн сравнительно большой длины, которые гораздо слабее поглощаются экранами, чем видимый свет, следует отметить, что современная техника уже в состоянии создавать направленные потоки таких радиоволн, обладающие довольно существенными мощностями,

Наконец, и это немаловажное обстоятельство, экраны-отражатели радиоволн можно делать не сплошными, а в виде редкой решетки, что позволит, очевидно, значительно снизить вес двигателя звездолета, Поэтому применение радиоволн, например метрового диапазона, и кажется столь заманчивым.

Получение энергии за счет аннигиляции при взаимодействии материи и антиматерии, по всей видимости, не единственный тип ядерных превращений, при котором вся масса покоя материи излучается. Быть может, будут найдены и другие эффективные способы получения всей энергии, заключающейся в массе покоя вещества.

Рис. 17. Возможно, так будут выглядеть звездолеты слева - примерные размеры «минимального» и «максимального» звездолетов по сравнению со зданием МГУ: 1-4 - экраны первой, второй, третьей и четвертой ступеней; 5 - оранжереи; 6 - межпланетная ракета с кабиной экипажа справа - «минимальный» звездолет в большем масштабе: 1 - экран-отражатель электромагнитных волн, квантов (показаны первая, вторая и третья части экрана, которые могут сбрасываться, использоваться, в конце каждого последующего участка разгона или торможения); 2 - устройства, обеспечивающие превращение массы покоя вещества в материальное электромагнитное излучение; 3 - излучатель; 4 - запас массы покоя; 5 - элементы крепления; 6 - оранжереи; 7 - межпланетная ракета с кабиной

Высказанные выше соображения о принципиальных возможностях и путях создания звездолета еще не позволяют отчетливо представить себе его технические детали, конструктивные формы. Однако они достаточны для того, чтобы изобразить принципиальные схемы галактических кораблей, представленные на рис. 17.

Развитие науки и техники в области создания летательных аппаратов может привести к другим схемам и формам, лишь отдаленно напоминающим те, что изображены на этом рисунке. Ведь даже первые аэропланы, летающие этажерки, были так не похожи на современные стремительные самолеты.

Сравнивая рисунки и проекты летательных аппаратов будущего, какими их представляли ученые и писатели, жившие сто лет назад, с теми самолетами, которые теперь созданы, мы убеждаемся, что их сходство весьма отдаленно (хотя, как правило, оно все же есть). Поэтому несомненно, что звездолеты будут выглядеть не совсем, а может быть, и далеко не так, как мы можем представить это сегодня. Однако, поскольку создание таких аппаратов принципиально возможно и необходимо, они должны быть созданы.

В 1958 г. проф. К. П. Станюкович выдвинул идею об использовании в качестве рабочего тела для звездолета массы крупного астероида, который при этом служит и основной ступенью звездолета. На него должны быть доставлены соответствующие количества антивещества (скорее, на нем их и следует получать). Гигантский двигатель, способный перерабатывать массу покоя астероида в электромагнитное излучение и с помощью кольцевых магнитных полей выбрасывать реактивный луч, позволил бы перегнать оставшуюся часть астероида из Солнечной системы в систему другой звезды. Мысль об использовании в звездолете материи астероидов представляет несомненный интерес, так как при этом астронавты избавляются от необходимости доставлять запасы материи к космодрому. Следует иметь в виду, что увеличение массы, стартующей к другой звезде, потребует для полета в реальные сроки соответствующего пропорционального увеличения тяги, а значит, и расхода массы. Исходная масса стартующего звездолета определяется абсолютной величиной той массы, которая должна быть возвращена в Солнечную систему после завершения полета. Если возвращающуюся массу принять минимально необходимой, то, как получается в результате самой приближенной оценки, стартующий звездолет может иметь технически приемлемый вес. В этом случае он будет представлять техническую конструкцию, созданную из специальных материалов (для получения минимальной стартующей массы) с наименьшей площадью лобового сечения, чтобы вероятность столкновения с частицами в межзвездном пространстве была наименьшей.

В связи с этим интересно вспомнить, что в 1950 г. выдвигались проекты атомных самолетов, предусматривающие их минимальный вес около 1000 т. Последующее развитие работ в этой области позволило рассчитывать на значительное снижение веса самолетов. Однако первые смелые проекты, несомненно, сыграли прогрессивную роль, они двинули вперед новое дело, пробудили творческую фантазию и технические дерзания специалистов. Поэтому любые попытки наметить пути преодоления трудностей, неизбежно возникающих на пути создания звездолетов будущего, кажутся нам оправданными.

дальше!

Реклама на epizodsspace.narod.ru