Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса - Алексей Леонидович Полюх Страница 39

Правда, скорость этих носителей будет не очень большая (20 км/с относительно Юпитера после ухода от него на 10 миллионов километров), что как раз позволяет выйти на траекторию пересечения с орбитой Земли в любой её точке, в том числе во встречном направлении по отношению к орбитальному движению Земли; но после дополнительного ускорения в гравитационном поле Солнца (при перемещении с расстояния 780 до 150 миллионов километров) добавится 700 МДж/кг, и скорость относительно Солнца возрастёт до 39 км/с. При этом максимальная скорость встречи носителей с Землёй будет 69 км/с (при встречном направлении траекторий), и соответственно кинетическая энергия до 2400 МДж/кг, что уже неплохо.

В результате, хотя начальная кинетическая энергия носителей относительно Юпитера меньше в 10 раз, но после дополнительного ускорения в гравитационном поле Солнца, и прибавки орбитальной скорости движения Земли, эта разница нивелируется, и на выходе получается кинетическая энергия 2,4 ГДж/кг, т. е. всего в 1,5 раза меньше, чем в самом лучшем варианте с термокинетическими двигателями.

Правда, такая встречная скорость будет достигаться только на небольшом участке орбиты Земли, в течении 1–2 месяцев в году. Но, поскольку в данном варианте время движения носителей от Юпитера к Земле составляет 2–2,5 года, и может регулироваться в пределах 10–20 %, то практически можно добиться того, чтобы 100 % производимых в течении года носителей кинетической энергии достигали Земли почти одновременно, в течении 1–2 месяцев, и с максимальной возможной скоростью и энергией.

В результате количество доставляемого к Земле луца будет всего в 1,4 раза меньше, чем в самом лучшем рассмотренном варианте (при использовании термокинетического двигателя с удельным импульсом 25–30 км/с); кинетическая энергия носителей по прибытии к Земле в 1,5 раз меньше; а общая доставляемая энергия всего в 2–2,5 раза меньше.

Здесь, правда, надо учесть, что масса используемого оборудования для данного варианта тоже больше примерно в 2 раза, поскольку нужно дополнительное оборудование для получения двухкомпонентного ракетного топлива, его хранения и доставки. То есть, в расчёте на те же начальные 100 тонн оборудования, доставленные к Юпитеру, выработка луца будет ещё в 2 раза меньше; т. е. масса доставляемого к Земле луца будет в 3 раза меньше, при тех же начальных расходах, чем для самого лучшего из рассмотренных вариантов, а мощность потока энергии в 4–5 раз меньше. То есть, 100 тонн оборудования в системе Юпитера смогут поставлять к Земле "всего лишь" 4000 тонн луца в год, при скорости до 70 км/с и удельной кинетической энергии 2,4 ГДж/кг.

Но здесь не используется термокинетический двигатель, для разгона носителей энергии применяются только ракеты на химическом горючем (хотя наличие стационарных приёмников луца всё же предполагается).

Тем не менее, результаты не хуже, чем в самом первом варианте (с использованием далёких спутников, даже при наличии термо-кинетического двигателя): удельная энергия носителей в 1,5 раза ниже, но масса в 5–6 раз больше, так что мощность системы, при тех же расходах, будет выше в 3–4 раза. (А мы помним, что первый вариант мы оценивали как "фантастически хороший", пока не увидели второй).

Луц можно добывать, используя обычные ракеты на кислородно-водородном топливе. Это можно сделать, хотя и не просто. Скорость раскрутки системы будет почти такой же, и для освоения ближайших планет хватит даже "медленного" луца при скорости 40–70 км/с. Правда, мощность потока доставляемой к Земле энергии будет в 5 раз ниже, при тех же начальных затратах, чем в самом лучшем из рассмотренных вариантов; и соответственно, стоимость энергии будет как в первом варианте, около 1–2 центов за 1 кВт*час. Революцию в наземном энергоснабжении это, пожалуй, не сделает, но вытягивать на околоземную орбиту пару миллиардов тонн груза в год позволит, при цене доставки 1 доллар за килограмм.

***

На этом мы пока закончим четвёртую главу.

В Солнечной системе есть ещё десяток способов получать, почти бесплатно, вещество и энергию почти в неограниченном количестве, за счёт гравитационных манёвров, как с использованием ресурсов внешних тел, так и только за счёт вещества, доставляемого с Земли.

Например, сходные результаты можно получить, используя систему спутников Сатурна, хотя срок доставки вещества и энергии будет больше.

Можно также получать луц со скоростным фактором 40–70 км/с, запуская ракеты и всё топливо только с Земли, и затем совершая манёвры в системе Земля-Солнце или Земля-Юпитер-Солнце. Такие схемы можно реализовать без использования высокоимпульсных термо-кинетических двигателей, с помощью обычных ракет на химическом топливе или подогретом водороде, хотя энергетический выход будет скромнее.

Но в следующей главе мы будем рассматривать способы получения носителей кинетической энергии с большей скоростью, от 500 до тысяч километров в секунду. Нам же надо к звёздам…

(с) Полюх Алексей Леонидович, 30 апреля 2024 года.

***

Что такое "Луц"?

(для тех, кто сразу испугался и совсем ничего не понял):

"луц" — это просто короткое название, (которое мы позаимствовали у Кира Булычёва), и используем в данном тексте как сокращение многобуквенной фразы: "поток носителей кинетической энергии, представляющих собой микро снаряды из льда или иного материала, летящие со скоростью более 20 километров в секунду". (или короче, "высокоскоростные носители кинетической энергии"). Но это долго писать… Луц — это просто и сразу понятно. Это именно то волшебное вещество, которое позволит наконец начать освоение космоса. И в которое жители Плюка переработали океаны своей планеты… ((хотя меня тут же поправят — это вовсе даже никакое не особое вещество, а всего лишь особое состояние обычного вещества, то есть просто состояние движения; не субстанция, стало быть, а акциденция… но я таких тонкостей не различаю, мне бы попроще как-то)).

Читайте вначале 3-ю часть, там описана основная концепция.

***