Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техникаHi-Tech

Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Дмитрий Гайдай

Седьмой десяток лет человечество осваивает космическое пространство. Все начиналось с дерзких вылазок – робких, но размашистых шагов в неизвестность, в ледяную темноту космоса. Сейчас же космос кажется многим чем-то обыденным, рутинным, чем-то уже давно привычным и освоенным. Между тем человечество сумело освоить лишь бесконечно малую часть Вселенной, крохотную полоску околоземного пространства.

Даже такой маленький кусочек космоса дал нам многое: навигацию и связь в любой точке земного шара, телевидение, разведку погоды и природных ресурсов и много, много чего еще. Сложно даже представить, сколь масштабный прогресс может принести дальнейшая экспансия в космос.

Космический застой

Со стороны может показаться, что бурное развитие космонавтики осталось в XX веке, и сейчас мы лишь пожинаем плоды тех времен. В рамках данного материала мы не будем разбирать ошибочность такого суждения, однако поговорим о том, почему оно появилось.

Здесь сразу несколько причин, и ключевая из них – «дальность». В прошлом веке человечество постоянно расширяло зону своего присутствия, космонавты и астронавты, беспилотные аппараты совершали вылазки все дальше и дальше от Земли. Нога человечества ступила на Луну, а взоры были обращены еще дальше – на Марс и Венеру. Так почему же в итоге, за исключением нескольких пилотируемых полетов к Луне, человеческая цивилизация так и не вышла за пределы околоземной орбиты? Что мешает нам отправлять людей все дальше и дальше в космос?

Почему так близко?

Ключевая проблема здесь – энергетика. Для полетов на высокие орбиты, к Луне и другим планетам необходимо колоссальное количество энергии, дабы придать кораблю необходимый импульс. Например, для вывода корабля на низкую околоземную орбиту (НОО), необходимо поднять его на соответствующую высоту и придать скорость порядка 7,7 км/с, или же ≈ 27800 км/ч. Даже эти цифры впечатляют, но, например, для того чтобы покинуть земную орбиту, необходима скорость уже в 11,2 км/с, или ≈ 40300 км/ч. Чуть меньшие, но все еще впечатляющие скорости нужны для путешествия на Луну – около 10,8 км/с или же ≈ 38900 км/ч.

На данный момент человечество освоило на практике только один способ достижения таких высоких скоростей – принцип реактивного движения при сгорании топливной смеси. Именно этот физический принцип позволил открыть дорогу в космос, и он же сейчас не дает нам двигаться вперед. Чем дальше от Земли надо вывести космический корабль, чем большую надо придать ему скорость, тем больше ему необходимо топлива.

Для понимания масштаба проблемы достаточно провести элементарное сравнение: комплекс из ракетоносителя «Союз-2.1а» и корабля «Союз-МС» стартовой массой ≈ 310 т обладает достаточной энергетикой для вывода на низкую околоземную орбиту и последующего возвращения трех человек. Одновременно с этим ракета-носитель «Сатурн-5», позволившая с последующим возвращением на землю доставить на орбиту Луны все тех же трех человек со спуском двух из них на поверхность спутника земли, имеет стартовую массу уже в ≈ 3000 т, то есть практически в 10 раз больше. И речь тут идет всего лишь про ближайший к нам крупный космический объект, стартовые массы комплексов для полета к Марсу и Венере будут еще более колоссальными.

Главная проблема здесь даже не в безумном количестве потребного топлива, а в экспоненциально возрастающей стоимости и сложности как самой ракеты-носителя, так и всего остального комплекса. Отправка килограмма груза на низкую околоземную орбиту оценивается в $10÷25 тыс., тогда как доставка килограмма груза на поверхность Луны оценивается уже в $1,2 млн, то есть в 50–120 раз дороже.

Пути решения

Проблему большой энергоемкости космических полетов, и особенно дальних полетов пытаются решать с самого начала космической эры. Многократно рассматривались и до сих пор прорабатываются различные варианты – как организационные (применение многоразовых ракет, заправка в космосе, вывод кораблей по частям в несколько запусков), так и технологические (другие способы создания тяги – солнечный парус, ионные двигатели, применение ядерной энергии и даже лазерного луча). Многие из этих способов заслуживают отдельного рассмотрения, однако в данном материале мы остановимся лишь на одном из них – использование энергии ядерной реакции.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Автобудущее Автобудущее

Мы находимся на пороге одних из самых быстрых перемен в работе транспорта

Популярная механика
В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз В тени новой биологии, или Вверх по лестнице, ведущей вниз

Сравнительная анатомия – старая наука, интеллектуальный опыт которой очень богат

Знание – сила
Время спать Время спать

Хотите впасть в спячку до весны? Теоретически для этого нет никаких препятствий

ТехИнсайдер
«А как же шарики?!» Человечество исчерпает запасы гелия быстрее, чем нефти или газа – но есть выход «А как же шарики?!» Человечество исчерпает запасы гелия быстрее, чем нефти или газа – но есть выход

Поставщики начали отказывать в поставках гелия даже научным лабораториям

ТехИнсайдер
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Что такое дунхуа: все о китайском аниме Что такое дунхуа: все о китайском аниме

С чего пошло зарождение китайской анимации?

Maxim
Страшное место Сандармох Страшное место Сандармох

Что было в лесном урочище Сандармохе

Дилетант
Верни мой каменный топор Верни мой каменный топор

Вновь изобрести технологии каменного века занимательно, но зачем это нужно?

Вокруг света
Непростая материя Непростая материя

Секреты, которые скрывают узоры ивановских тканей

Вокруг света
Мама, ты меня не понимаешь! Мама, ты меня не понимаешь!

Как направить дочь по верному пути и при этом сохранить с ней контакт?

Лиза
Раскрывая тайны Древнего Египта Раскрывая тайны Древнего Египта

СПбГУ уже 140 лет готовит уникальных специалистов — египтологов

Санкт-Петербургский университет
Клещ выходит на охоту Клещ выходит на охоту

Чем опасны клещи?

Лиза
6 главных ошибок во время весеннего расхламления: мнение экспертов 6 главных ошибок во время весеннего расхламления: мнение экспертов

Какие ошибки чаще всего совершают люди во время весеннего расхламления

VOICE
Чёрная дыра по соседству? Чёрная дыра по соседству?

Может ли рядом с нами находится еще одна сверхмассивная чёрная дыра?

Наука и жизнь
Путь от бастарда до монарха Путь от бастарда до монарха

Как бастарду Вильгельму I удалось превратить свою мечту о короне в реальность?

Дилетант
RF-лифтинг, эндосфера и душ Шарко: как быстро привести тело в порядок RF-лифтинг, эндосфера и душ Шарко: как быстро привести тело в порядок

Процедуры, которые помогут скорректировать фигуру в короткие сроки

Здоровье
ChatGPT: а что в сухом остатке? ChatGPT: а что в сухом остатке?

ИИ сегодня пока не более чем новый формат поисковой системы в интернете

Монокль
Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом

Что такое БАР, действительно ли он распространен или стал искусственным трендом?

Forbes
Отложенный дефицит: чем чреват отказ нанимать джунов Отложенный дефицит: чем чреват отказ нанимать джунов

Почему отказ нанимать джунов — перспектива новой волны нехватки кадров

Forbes
Какую одежду с этикеткой «стирка запрещена» можно стирать дома: мнение экспертов Какую одежду с этикеткой «стирка запрещена» можно стирать дома: мнение экспертов

Какие вещи можно привести в порядок дома, а какую лучше доверить профессионалам

VOICE
Мария Андреева: «Нам самим круче, когда близкому хорошо» Мария Андреева: «Нам самим круче, когда близкому хорошо»

Мария Андреева: страх перед возрастными ролями и недоумение от молодых актеров

VOICE
Делать игры — это профессия: разработчик отвечает на (не)глупые вопросы Делать игры — это профессия: разработчик отвечает на (не)глупые вопросы

Правда, что в России не делают хороших игр? Как стать игровым разработчиком?

ТехИнсайдер
8 самых грустных фильмов про собак 8 самых грустных фильмов про собак

Эти фильмы про собак точно тронут вас за душу

Maxim
Новое прочтение Новое прочтение

Современная архитектура и продуманный классический интерьер: дом в Подмосковье

SALON-Interior
Бруталист Бруталист

Дмитрий Нагиев — праотец мирового кинотренда на лысого русского

Собака.ru
Настоящие произведения искусства: топ-5 самых красивых паспортов в мире Настоящие произведения искусства: топ-5 самых красивых паспортов в мире

Развороты некоторых паспортов можно смело вывешивать в галереях. Посмотрите!

ТехИнсайдер
Амарант Амарант

Почему амарант — суперфуд и важнейшая пищевая культура XXI века

Здоровье
Деньги или дружба? Деньги или дружба?

Подруга занимает деньги и не отдает. Как вернуть долг и сохранить отношения?

Лиза
Сколько лет на самом деле было героям всем известных книг Сколько лет на самом деле было героям всем известных книг

В каком возрасте герои ощутили на себе все трудности жизни

Maxim
Разговоры о главном диапазоне Разговоры о главном диапазоне

Что такое золотой диапазон частот и кому Минцифры намереваются его отдать

Ведомости
Открыть в приложении