На космонавтику очікує епоха парової тяги

В закладки

Цілком ймовірно, що наші діти (та скоріш за все онуки), злітатимуть у космос та повертатимуться з орбіти паровозами.

Почав дивитися 4-й сезон Експансії (The Expanse) і в першій же серії був приємно вражений баченням сценаристами такої важливої справи, як планетарні зльоти/посадки.

Спочатку нам показали посадку на поверхню першої позасистемної колонії людства (New Terra, чи щось таке) шаттла з корабля землян, який ніс в собі науково-дослідницьку партію. Не спойлеритиму деталі сюжету, а зверну вашу увагу на три подвійні струмені, дуже схожі на звичайну водяну пару.

Посадка шаттла. Три подвійні струмені, дуже схожі на звичайну водяну пару
Посадка шаттла. Три подвійні струмені, дуже схожі на звичайну водяну пару

Зауважу, що полум’я не видно. Тож, скоріш за все, ми бачимо художнє відтворення можливої реалізації злітно-посадкової силової установки, яка не заснована на згорянні палива.

За кілька хвилин нам демонструють посадку на ту ж планету, ГГ всієї епопеї, корабля «Росінант». Тут ми теж бачимо численні струмені, схожі на водяну пару.

Посадка Росінанта, ми бачимо численні струмені, схожі на водяну пару
Посадка Росінанта, ми бачимо численні струмені, схожі на водяну пару

Я нарахував вісім окремих силових установок, що розташовані та орієнтовані приблизно так, як двигуни аварійного рятування (вони ж в перспективі і посадкові) пілотованої версії корабля «Dragon» від «SpaceX». Зверніть увагу — в обох випадках, і з шаттлом, і з «Россі», маршовий двигун вимкнений.

Маршовий двигун вимкнений

Ось так, в уяві авторів фільму, виглядає посадка «на воді» з певного віддалення.

Посадка «на воді» з певного віддалення
Посадка «на воді» з певного віддалення

Тут нам демонструють високу потенційну маневреність подібного методу. Траєкторія корабля по-над самою землею помітно змінюється, в пошуках найбільш зручного посадкового майданчику. Безпосередньо перед зустріччю з поверхнею планети активно використовують ще й парові двигуни орієнтації.

Безпосередньо перед зустріччю з поверхнею планети активно використовують ще й парові двигуни орієнтації
Безпосередньо перед зустріччю з поверхнею планети активно використовують ще й парові двигуни орієнтації

Як це практично може бути реалізовано?

Звісно, для такої технології вкрай потрібний термоядерний реактор. Можна, звісно, гріти воду на ядерному реакторі, але то моветон. Приклади Чорнобиля та Ньонокси лишають мало шансів на перспективи силових установок на реакторах ділення важких елементів, як основи людської експансії космосом.

Коли (наголошую: не якщо, а коли) подібний термоядерний реактор буде створений і стане головним бортовим енергопостачальником, подальша схема організації «паровозу» виглядає не набагато складнішою від тої, що була в залізничних паровозів. Вода, відбираючи з радіаторів реактора енергію закипає, перетворюється на перегріту пару і просто викидається з форсунок назовні, створюючи реактивну тягу.

Про сучасний стан справ у розвитку водяних рушійних установок дуже добре і докладно нам розповідав пан МАРК РОМАНОВ у своєму есеї «Вода в качестве космического топлива? Конечно!»

Переваги й бонуси

  • По-перше, безпека. Така схема є екологічно безпечною, бо відсутні будь-які побічні продукти. Вода, лише вода. Вона і в Африці — вода. Посадки і зльоти на низькотемпературній парі, на відміну від вогневих двигунів, нічого не випалюють на поверхні планети.
  • По-друге, невибагливість. Вимоги до підготовки робочого тіла і його кінцевих експлуатаційних параметрів можуть бути значно м’якішими, аніж до будь-яких компонентів хімічно-вогневих двигунів. Врешті-решт, простою схемою дистиляції, навіть морська вода, може бути легко підготована для використання паровими двигунами. Прямо на борту. Прямо під час міжпланетного перельоту.
  • По-третє, доступність. Це робоче тіло, є одним з найпоширеніших речовин у всесвіті. Навіть на сухому й мертвому Місяці воду вже знайшли. На Марсі, начебто, теж. Тут буде слушним пригадати, що автори серіалу «поставили» колишній корабель поколінь «Наву» на перехресті транспортних шляхів, перетворивши його на таку собі величезну «заправку», як сама і визнала, капітанка «Наву» прямим текстом. Як саме відбувається постачання тої заправки нам не показали, але нагадаю самий початок телесаги — «Кентербері» був криговозом мегатонного класу, що промишляв кригою в кільцях планет-гігантів.
  • По-четверте, комплексність рішення. Бо те саме, робоче тіло, тобто вода, скоріш за все, використовується і в маршових двигунах планетольотів. Вся різниця лише в ступені нагріву водяної пари. Тож, якщо ви збираєтеся у подорож на кораблі, подібному до «Росінанта», вам слід подбати лише про живлення реактору (He3, дейтерій-тритій, чи що там у підсумку стане джерелом термоядерного синтезу) і про запаси води. Ту воду ви використовуватимете і як робоче тіло для усіх двигунів, і як джерело кисню, і просто, аби похлюпатися в басейні під час перельоту чи на планетарній стоянці. Невеликі запаси вуглецю, азоту та мікроелементів у будь-якому вигляді, забезпечать вас їжею та матеріалами для оргсинтезу більш складних сполук. Аж до полімерів для майстерні 3D принтингу.
  • По-п’яте, грамотна організація відсіків для зберігання води в рідкому, чи твердому стані, дозволяє використовувати те «паливо» в якості частини системи радіаційної безпеки корабля.

Вади й труднощі

Єдиною не те що вадою, але скоріш тимчасовим ускладненням на шляху реалізації подібної схеми реактивного руху, бачу лише у відсутності надійних і компактних термоядерних силових установок. Проте, ми пам’ятаємо аксіому: «Якщо якась технологія не суперечить базовим світовим законам та константам, рано чи пізно, вона реалізується інженерними рішеннями».

Резюме

Гадаю, створення термоядерного реактора, що придатний до використання в якості силової установки планетольотів, є найкоротшим шляхом до панування в Системі і здобутті головних призів усієї космічної гонитви — важких астероїдів. Ну і поширення людської експансії, як дотичний бонус. Тому я не здивуюсь, якщо ближчими часами, ілони наші, маски, звернуть свою увагу саме на цей фронтір досліджень.

Так воно все і буде.
Запомнітє етот твіт©, як той казав.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

22
Войдите, чтобы видеть ещё 48 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Джон Инспракер
Вечность назад

Интересная статья, во многом соглашусь. Вода, действительно, во многом хороша и построение таких же посадочных двигателей реально. Но, использование их в качестве основного, пожалуй, перебор. Вода - не самоё лёгкое топливо, да и в 1 кубометр воды уложится куда больше газа (Т.е. рабочего тела), а это напрямую влияет на эффективность двигателя. Ну и, для полномасштабной колонизации годиться что-то менее нужное. Вода, как никак, очень полезный ресурс и тратить его, выбрасывая в вакуум тонны воды, - не лучшая затея, на мой взгляд.

Фёдор Дмитриевич
Вечность назад

Ну, а если серьезно, то, имея под "пятой точкой" мощный источник энергии, гораздо эффективнее применить его для питания плазменных двигателей, с помощью которых можно добиться гораздо большей скорости истечения рабочего тела, нежели перегревая пар, как мне кажется. Да и к тому же, вода практически не сжимается, поэтому выгоднее водород и кислород держать отдельно в сжатом виде, а, может, и брать с собой только водород, который гораздо легче.

Дейв Боумэн
Вечность назад

Зауважу, що це вигадали не творці серіалу, а автор серії книжок за якими зняли серіал: Джеймс Корі.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.