Освоение дальнего космоса

При осуществлении полетов за пределы солнечной системы, требующих больших затрат энергии, ЯРД с большой тягой окажутся менее выгодными по сравнению с электрическими ракетными двигателями малой тяги. Для сравнения на фиг.5 приведены результаты оценок (по методике работы [3]) времени полета к дальним планетам для систем большой и малой тяг, имеющих сравнимые по оптимистическим оценкам параметры. Характерным параметром для системы малой тяги является отношение веса двигательной установки к мощности, развиваемой истекающей струей ионов, измеряемое в кг/квт. В период 1990 - 2000 г.г. это отношение удастся снизить до 2,25 кг/квт благодаря использованию ядерных и термоядерных газофазных реакторов и магнитогидродинамических преобразователей. В расчетах характеристик систем малой тяги относительный вес полезного груза принимался равным 0,20. Такая величина относительного веса полезного груза позволяет осуществить пилотируемые экспедиции при не слишком больших стартовых весах ракет (до 454 т).

Фиг.5. Продолжительность полетов с возвращением. Сравнение характеристик систем большой и малой тяг.
--- система большой тяги; - - - система малой тяги.

Фиг.6. Возможности полетов к звездам.

Фиг.7. Программа освоения солнечной системы.
1 - исследования не предполагаются; 2 - только разработка проектов; 3 - автоматические зонды; 4 - пилотируемые полеты; 5- транспортные полеты.

Хотя к 2000 г. мы будем располагать транспортными системами для полетов к ближайшим планетам и пилотируемыми аппаратами для исследования всей солнечной системы, мы не будем пытаться предпринимать запуски автоматических зондов к ближайшим звездам. Такой вывод сделан на основании данных фиг.6 (полученных по методике работы [4]), согласно которым полет к звезде Альфа Центавра с использованием электрического двигателя, имеющего оптимальную конструкцию и удельный вес 0,45 кг/квт, займет 260 лет. По-видимому, намного дешевле и эффективней с научной точки зрения построить обсерваторию (типа Паломарской) на обратной стороне Луны. Если мы все же запустим такой зонд в 2000 г., то несомненно у нас будет достаточно времени для разработки какого-либо аппарата, который обгонит этот зонд, прежде чем тот выполнит свою миссию в 2260 г. На фиг.6 указаны некоторые потенциальные возможности посылки зонда в трансплутоновые области - на расстояния, приблизительно в 165 раз превышающие расстояние до Плутона, - с продолжительностью полета в 20 лет. И все же весь путь в данном случае составит менее 2,5% от расстояния до звезды Альфа Центавра.

На графике фиг.7 суммированы результаты прогресса в области космических двигателей к 2000 г.; график отображает эволюцию исследования солнечной системы и развития межпланетного транспорта. В последующие десятилетия после 1960 г. человек освоит следующие планеты в указанном порядке: 1) Луну; 2) Венеру и Марс; 3) Меркурий; 4) Юпитер и Сатурн и, наконец, 5) транссатурновые планеты. Всем экспедициям будут предшествовать разведывательные полеты автоматических зондов, осуществляемые с использованием химических двигателей на начальных этапах и твердофазных ЯРД на последующих этапах. Кроме того, чтобы сократить время полета к транссатурновым планетам, потребуются электрические ракетные двигатели с ядерным реактором.

Дата добавления: 2015-07-16