Будущее: Орбитальные буксиры или Межпланетные ракетопланы? Или…
Прямо сейчас космонавтика наконец-то активно заговорила о покорении других тел и даже создании на них более-менее постоянных поселений. Само собой, самым важным для формирования будущих поселений будет именно транспорт, т.к. именно от того, какой транспорт для этого будет использоваться, будут зависеть многие ключевые параметры формирования постоянных поселений. К примеру, длительность существования без поставок с Земли, их регулярность, габариты доставляемых объектов, а также скорость развития колоний. Последнее, напрямую зависит от объёма и частоты поставок. Чем больше оба показателя – тем быстрее может развиваться колония, в идеале, ни в чём себе не отказывая. Само собой, в рамках разумного.
Но, если для Луны особо нового выдумывать не требуется, то вот для создания постоянных колоний на других небесных телах, таких как Марс, требуется достаточно мощный и технологичный транспорт. На данный момент есть 2-е концепции, которые реализуемые уже сегодня.
Первая – это межпланетные ракетопланы. Из представителей которых на данный момент существует только 1 – прототип Starship. Да, аппарат ещё не опробованный, но сомневаться в том, что реализуемая SpaceX концепция не сработает – глупо.
Вторая – это орбитальные буксиры. Пока представители данного класса существуют только на бумаге или картинках, но концепция также простая и не вызывает сомнений в возможности реализации.
Итак, с целью мы определились – снабжение колонии и её развитие. С условиями тоже – чем больше и чаще корабль сможет возить груз, тем лучше. Но, какая же из представленных концепций нам подойдёт больше? Для начала давайте разберёмся в этих двух классах кораблей подробнее, рассмотрим их особенности и возможности, на примере строительство базы на Марсе.
Начнём мы с межпланетных ракетопланов.
Межпланетные ракетопланы
Межпланетные ракетопланы достаточно интересно, из их плюсов можно выделить возможность массового производства и относительную простоту в ремонте. Однако, у них есть и ограничения. Многоразовость системы ограничена тем, что вся конструкция постоянно при прибытии и отбытии в каждую конечную точку маршрута испытывает перегрузки. Хотя, это не так критично, как может показаться изначально. Рекорд Шаттла – 37 полётов и это не предел. Но, даже 40 полётов более чем достаточно, что бы окупить строительство подобного аппарата. Конечно, реальная многоразовость зависит от аппарата, его конструкции и обслуживании.
Источник: NASA
Главная ограниченность ракетопланов – это выводимая и спускаемая масса. Ракетоплану будет очень сложно привести груз больший, чем может вывести система с собой в самом начале.
Орбитальные буксиры.
С орбитальными буксиры дела обстоят немного иначе. Они достаточно многоразовые, т.к. им не требуется взаимодействовать с атмосферой, а из перегрузок присутствует только собственное ускорение. В перспективе, такие аппараты с ядерными силовыми установками смогут летать быстрее кораблей на хим. двигателях. К примеру, проект корабля на двигателях VASIMR сможет достичь Марса за 39 дней.
Думаю, очевидно, что наличие ядерных реакторов в конструкции не приводит к простоте эксплуатации и массовости в производстве.
Также из ограничений у нас есть необходимость в лэндере. Не важно, будем мы его тащить с собой или он будет в точке назначения, без лендера разгрузить корабль мы не сможем. С другой стороны, возможны и куда более примитивные конструкции для доставки грузов в атмосферу, не требующие многоразовости. Однако на орбиту мы можем притащить практически всё, что угодно. А сам корабль будет гораздо более долговечным. Количество затрачиваемого топлива также меньше. (При условии использования двигателя VASIMR или ЯРД)
Орбитальный буксир не требует долгих процедур проверки и многократной дозаправки на орбите. Его можно будет гораздо быстрее отправить на новую миссию, нежели межпланетный ракетоплан.
Оба класса обладают, как ярко выраженными плюсами, так и ярко выраженными минусами. Но, что же из этого более перспективно?
Перспективность?
На самом деле ничего. Точнее, они оба, но без разделения. Скорее, тут больше подойдёт синтез обоих идей, реализуемый 2-я путями:
- Использование в качестве основного корабля орбитальный буксир, а в качестве лендера ракетоплан.
- Использование в качестве основного корабля межпланетный ракетоплан, но при этом, использовать силовую установку типа того же VASIMR, для передвижения в космосе.
Оба пути достаточно интересны. Первый путь мы многократно видели в научной фантастике, к примеру, тот же Аватар. Поетому его описывать как-то достаточно скучно, ибо каждый из нас уже прекрасно знает, как выглядит такая связка и на что она способна. Второй путь более интересен, был представлен в фильме “Ad Astra”.
На данный момент это самый легко реализуемый путь, т.к. межпланетный ракетоплан уже строится аэрокосмической корпорацией SpaceX, а двигатель VASIMR достаточно испытан и доказал свои возможности. Компиляция двух проектов была бы достаточно продуктивной и в будущем смогла бы решить не только проблему длительности перелётов, но и необходимость огромного числа дозаправок на орбите. Для полной заправки Starship сейчас потребуется 20 полётов танкеров. Что достаточно затратно по времени и требует достаточно крупного флота кораблей-заправщиков. В варианте гибрида Starship’у потребовалось классическое топливо только для посадки на Марс, что существенно снизило требуемое его количество. Конечно, общий габарит корабля, вероятно, остался бы прежним, т.к. ядерный реактор и складная система охлаждения съели бы всё освободившееся пространство.
Ясное дело, что многим бы не понравилось, что у них над головами летают ядерные реакторы, но такие корабли нужны только для межпланетных миссий, а сама активная зона реактора может доставляться отдельно, более простой и надёжной ракетой, к примеру, Falcon 9. Т.е. ядерный реактор может не участвовать в циклах взлёта и посадки, оставаясь, к примеру, на орбите. Что делает эксплуатацию таких кораблей гораздо более безопасными и в случае какого-либо ЧП нас не будет ждать очередной Чернобыль.
Вот такие вот небольшие мои размышления о возможном будущем пилотируемой космонавтики, спасибо за внимание, буду рад встретиться с вами в комментариях!
Ну и вот, напоследок, такой приятный глазу кадр:
