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

Клио на баррикадах Клио на баррикадах

Дискуссию о преподавании истории продолжает Леонид Кацва

Дилетант
Терапия будущего Терапия будущего

Марк Бартон — про ИИ-психолога и инновации в сфере психологической помощи

Psychologies
Время спать Время спать

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

ТехИнсайдер
Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой Астрономы впервые достоверно нашли экзопланету с кратной полярной орбитой

Ученые впервые подтвердили существование экзопланеты с кратной полярной орбитой

N+1
ТВС-2ДТС. Композитный кукурузник, который не смог ТВС-2ДТС. Композитный кукурузник, который не смог

О несостоявшейся рабочей лошадке малой авиации в России – ТВС-2ДТС

Наука и техника
Кто победил бы в битве звезд боевиков 80-х про единоборства Кто победил бы в битве звезд боевиков 80-х про единоборства

Кто самый сильный — Брюс Ли или Джеки Чан? Стивен Сигал или Чак Норрис?

Maxim
«Русская акция» в Чехословакии «Русская акция» в Чехословакии

Как жилось в самой Чехословакии русским эмигрантам

Дилетант
4 причины есть йогурт на ужин 4 причины есть йогурт на ужин

Какие преимуществ для пищеварения имеет употребление йогурта вечером

ТехИнсайдер
Учеба без отрыва от работы Учеба без отрыва от работы

Выстроить систему обучения сотрудников можно и без корпоративного университета

Ведомости
Тонны мусора: как современная экономика заставляет нас увеличивать количество отходов Тонны мусора: как современная экономика заставляет нас увеличивать количество отходов

О том, как гражданское общество в России строит систему сокращения отходов

Forbes
Движение вверх Движение вверх

Почему современные мегаполисы должны делать ставку на вертикальный рост?

Ведомости
Что такое дунхуа: все о китайском аниме Что такое дунхуа: все о китайском аниме

С чего пошло зарождение китайской анимации?

Maxim
«Ночные кошмары: Нарушения сна и как мы с ними живем наяву» «Ночные кошмары: Нарушения сна и как мы с ними живем наяву»

Что науке известно о галлюцинациях, связанных со сном

N+1
Искоренить фальсификат Искоренить фальсификат

Методики проверки, испытаний, идентификации продукции нужно совершенствовать

Агроинвестор
Полина Гухман: «Ради роли готова к любым экспериментам с внешностью» Полина Гухман: «Ради роли готова к любым экспериментам с внешностью»

«Меня часто спрашивают: «Поля, тебе не кажется, что ты повсюду?»

Коллекция. Караван историй
Если ребёнок обманывает Если ребёнок обманывает

Почему дети врут, и что родителям делать с этим враньём?

Здоровье
День любви День любви

Реальная история святого Валентина, не имевшая отношения к романтике

Дилетант
Пишем красиво Пишем красиво

Надо ли тратить силы и время, чтобы научить ребенка красиво писать?

Лиза
Я вас люблю Я вас люблю

Стоит ли признаваться в любви первой?

Лиза
Пример для подражания: Ирина Годунова Пример для подражания: Ирина Годунова

Ирина Годунова о детском интересе к программированию и верности своему пути

VOICE
10 вещей, которые нельзя стирать вместе, если ты не хочешь, чтобы они износились раньше времени 10 вещей, которые нельзя стирать вместе, если ты не хочешь, чтобы они износились раньше времени

Какие вещи никогда не следует совмещать в стиральной машине?

VOICE
Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль Немедикаментозное снижение массы обрекло канадца на хроническую боль

Почему может развиться хроническая боль на фоне снижения массы тела

N+1
Тянем-потянем: как франчайзеры помогают партнерам в трудные времена Тянем-потянем: как франчайзеры помогают партнерам в трудные времена

Большинство из франчайзеров помогут партнеру с антикризисным управлением

Forbes
Потрясно: что такое турбулентность и почему ее не надо бояться Потрясно: что такое турбулентность и почему ее не надо бояться

Рассказываем, что такое турбулентность и почему ее совершенно не стоит бояться

ТехИнсайдер
Психологический портрет: что такое дисморфофобия, или синдром Квазимодо Психологический портрет: что такое дисморфофобия, или синдром Квазимодо

Что нужно знать о дисморфофобии?

Forbes
Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно

Как открытие вращения Вселенной может решить загадку «напряжения Хаббла»

ТехИнсайдер
Гости из настоящего и будущего Гости из настоящего и будущего

Столичная туриндустрия укрепляет свои позиции как драйвера развития Москвы

Ведомости
Снаряды против пушек Снаряды против пушек

Даже в первый год Великой Отечественной войны в СССР проходили соревнования

Ведомости
Самый красивый кулич – у меня Самый красивый кулич – у меня

Как украсить кулич, чтобы он стал настоящим шедевром на праздничном столе?

Лиза
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
Открыть в приложении