Перспективы освоения солнечной системы.
Куватов В.Г. 18.11.2015г.
Разведкой Солнечной системы человечество занимается сотни лет, не только открыты, но и изучены основные планеты их состав, размеры, характеристики их движения по орбитам. На рисунке показан, можно сказать, подробный портрет нашей Солнечной системы. Очень хочется сказать, что началось ее освоение, да нет еще не началось, редкие запуски случайных спутников, это тоже всего-навсего элементы разведки. Освоение начинается с прокладки основательных путей, транспортных трасс. Для этого, в первую очередь, необходим транспорт. Транспорт зависит от того пространства, на котором он должен действовать. Пространство это размеры Солнечной системы, а это десятки миллиардов километров, т.е. если это самое транспортное средство, будет двигаться со скоростью равной скорости движения по своей орбите планете Земля, ему потребуется год, что бы облететь Солнечную систему. С учетом того что половину этого времени уйдет на ускорение, а вторая половина на замедление своего движения, наш космический аппарат должен стартовать обогнать планету, пройти по ее орбите, догнать, затормозиться и затем приземлиться. Может быть выбран и другой режим полета, но вряд ли удастся это все совершить при ресурсе работы двигателя меньше одного года, необходимо учесть и аварийный ресурс. С таким ресурсом и соответствующей тягой двигателей для космических аппаратов в современности нет. У самых мощных ракет ресурс работы составляет всего лишь десятки секунд – пыхнул и израсходовался. С континента на континент или до ближайшего космоса – вывести спутник на орбиту, этого вполне хватает и удовлетворяет потребности космонавтики. Вопрос – почему уже почти сто лет, в обед, полетам и ни какого сдвига от современной ракеты – ракета это в переводе на русский язык - труба.
Подойдем к проблеме поближе и рассмотрим, для сравнения, два процесса: горение и кипение. Первый процесс как раз и используется в современных ракетах, топливо сгорело, толкнуло ракету и выброшено в окружающее пространство, чтобы не помешало, тому, что совершило. Очень дешево, сердито и просто. Это мы видим сейчас в нашей повседневности на примере всяческих видов змей горынычей и буратин, протонов и апполонов. Можно причислить к ним их крылатых аналогов. Кипение это очень удивительный процесс и имеет некоторые полезные для нашей проблемы свойства. Для начала сравним кипение и горение жидкости. Чем в жидком виде отличается, например керосин и вода в смысле активности их составляющих молекул. Энергия их молекул зависит от температуры окружающей среды, т.е. движутся они практически с одной и той же скорость. Можно назвать это состояние не активированным. Активируем их: воду нагреем до кипения, образовавшийся пар, агрегатное состояние – газ, имеет скорость частиц-молекул порядка 200-300 м/сек, керосин сожжем, образовавшийся газ имеет скорость частиц молекул на порядок больше. В этом и есть смысл использования в ракетах реакции горения. Ударным воздействием частицы-молекулы толкают ракету. Воздействие ударное, упругое – отразившись, эта молекула, чтобы не мешать движению ракеты, должна быть выброшена наружу, в окружающее пространство. Кипение названо удивительным процессом, потому что, во-первых не дает механического импульса-отдачи, частицы-молекулы хаотически вылетают из жидкости и в прилегающем к жидкости слое находятся в броуновском движении – летят равномерно во все стороны с одинаковой скоростью. Второе удивительное свойство кипения - его обратимость. При полной отдаче энергии, приобретенной при активации, пар переходит в состояние жидкости. Ударным воздействием частицы-молекулы пара толкают космический аппарат. При этом воздействие ударное неупругое, эти молекулы не отражаются, они переходят в состояние жидкости, не выбрасываются, а используются для повторного нагрева. На нижнем рисунке показан космический аппарат, использующий процессы кипения и конденсации для своего движения. Пониженная скорость частиц-молекул при кипении компенсируется поверхностью их воздействия. Аппарат назван «Активный парус». Парусом является передняя внутренняя поверхность аппарата. Стрелками показано воздействие частиц-молекул пара-газа на переднюю стенку-парус. Конденсация пара и стекание жидкости к нагревателю. Активный потому что мы не ждем ветра у погоды, мы его производим. Путем кипения сообщаем скорость частицам-молекулам. Конденсация создает градиент давлений, вследствие чего формируется направленный поток-ветер быстрых частиц-молекул. В предлагаемом случае для нагрева используется атомный реактор, что и дает практически неограниченный ресурс времени работы. С таким космическим аппаратом, космические штурманы могут прокладывать любые маршруты в Солнечной системе, в зависимости от их желания, не страшась долгой изоляции и не переживая за расход топлива. На рисунке по зонам: зона 1 – это атомный реактор и область кипения рабочего тела, зона 2 – это механизмы управления атомным реактором, зона 3 – вспомогательные и складские помещения, биологическая защита, оранжереи, зона 4 – помещения экипажа, разной степени защищенности, зона 5 – устройства конденсации рабочего тела. Ну что романтики- исследователи – вперед.
