ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ КАЧЕСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ ТЯГОВЫХ СИСТЕМ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ МАСШТАБЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В КОСМИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО

© А.И.Казыкин, Т.В.Горюн
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2007 г.

Одной из ключевых проблем, которую предстоит решить космонавтике завтрашнего дня, – это кардинальное увеличение дальности пространственных перелетов и такое же кардинальное сокращение их продолжительности. Полеты к дальним планетам Солнечной системы, а в более отдаленной перспективе – полеты за её пределами потребуют создания качественно новых транспортных космических средств, способных эффективно бороться с пространством и временем.

На основе анализа массовых, энергетических и кинематических характеристик перспективных тяговых космических систем (ТКС) сделаны прогнозные оценки предельных масштабов пространственных расстояний, потенциально доступных для ТКС различных схем и концепций.

Рассматривались следующие схемы ТКС:

1. Автономная тяговая система, использующая бортовые запасы рабочего тела и энергоносителя на всех этапах перелета;

2. Автономная тяговая система, пополняющая расходуемые бортовые ресурсы массы и энергии после перелета в одном направлении;

3. Тяговая система, использующая внешние массовые ресурсы (прямоточно-космический двигатель);

4. Тяговая система с раздельными рабочим телом и источником энергии (использование энергии электромагнитного излучения, транслируемой на борт от внешнего стационарного источника).

Две первые схемы классифицируются как системы с ограниченным массовым числом (отношением Мо/Мк), третья – как система с ограниченной тягой, четвертая – как система с ограниченным радиусом действия.

В результате проведенного исследования установлено:

– при оптимальной схеме перелета (первая половина пути – разгон, вторая – торможение), оптимальной величине собственного ускорения (9,81 м/с2) и приемлемой для экипажа продолжительности перелета, вторая схема обеспечивает наибольшую дальность как в рамках классической, так и релятивистской механики;

– отсутствие в классической механике ограничений по скорости не дает для космонавтики никаких преимуществ;

– современные данные о плотности межзвездного водорода позволяют рассматривать прямоточно-космический двигатель лишь в качестве вспомогательного средства;

– схема с удаленным внешним источником энергии работает в ограниченной пространственной сфере, радиус которой определяется только собственным ускорением космического корабля.

Активное задействование гравитации в движителях ТКС будет означать качественный скачок в космонавтике. Фундаментальные свойства гравитации позволят реализовать «безынерционный» принцип движения, в практически неограниченном диапазоне собственных ускорений космического корабля, в едином масштабе времени для земной и корабельной систем отсчета.