"Техника-молодежи" 1958 №6, вкл, с.5, 13

В наше время, когда человек реально начал проникать в космическое пространство, пронизывая его электромагнитными волнами или направляя туда ракеты и искусственные спутники Земли, неизбежно возникает вопрос об эксплуатации космического пространства, об извлечении из этого пространства энергии.

Такая постановка задачи может, пожалуй, вызвать недоумение. Ведь известно, что космическое пространство заполнено чрезвычайно разреженным газом, энергия которого в единице объема совершенно ничтожна. Конечно, можно говорить об использовании энергии солнечных лучей или лучей, исходящих от тех или иных звезд. Однако энергия излучения не может рассматриваться как энергия самого космического пространства. Ведь ее можно улавливать на Земле, на Луне и на всякой иной планете. Кроме того, энергия излучения, воспринимаемая любым приемником, обратно пропорциональна квадрату расстояния от Солнца или какой-либо звезды. Эта энергия велика вблизи светил. Но вдали от них, в беспредельных просторах космического пространства, она становится незначительной.

Однако самое главное состоит не в этом. Дело сводится не только к наличию энергии. Нужно учитывать также и возможные способы ее практического применения.

Наиболее непосредственной задачей сравнительно близкого будущего можно считать следующую. До сих пор почти все проекты космических кораблей основаны на том, чтобы весь запас носителя энергии, нужной для космического полета, был бы взят кораблем с собою при его старте. В некоторых проектах предлагалось, помимо этого, использовать также и солнечное излучение, концентрируя его при помощи зеркал и превращая его в теплоту, механическую работу или электрическую энергию. Эту энергию затем можно применить для того, чтобы выбросить из ракеты струю того или иного вещества и получить таким путем дополнительное увеличение скорости ракеты или изменить направление ее движения. Однако для получения таких результатов одной уловленной энергии излучения недостаточно. На космическом корабле нужно еще иметь запас вещества, необходимого для образования такой реактивной струи. Когда запас этого вещества иссякнет, то одно излучение само по себе может своим световым давлением дать чрезвычайно мало. Это означает, что излучение Солнца и звезд может быть практически использовано для движения космического корабля только в том случае, если при начале полета космический корабль несет на себе еще и огромную инертную массу реактивного вещества вместо примерно такого же количества обычного топлива, заключающего в себе соответствующий запас энергии. Таким образом, излучение всяких источников света в космическом пространстве, хотя и не совсем бесполезно с точки зрения практики ближайшего будущего, все же далеко не является столь полезным, как это можно было бы думать без анализа, изложенного здесь. Полученный вывод, однако, не должен быть причиной пессимизма. Запас энергии, имеющейся в космическом пространстве, определяется не только излучением. Космическое пространство, как известно, пронизано различными силовыми полями. Прежде всего там действуют силы всемирного тяготения. Эти силы являются основными факторами, определяющими движение небесных тел, и они всегда учитываются при расчетах траекторий космических кораблей. Если космический корабль приближается к какой-либо планете, то сила тяжести будет увеличивать скорость корабля, то есть сообщать ему соответствующую дополнительную энергию. Однако эта энергия не может быть использована для управления космическим полетом. Поэтому для практических целей сила тяжести сама по себе непосредственного значения как источник энергии иметь не может. Но известно, что, помимо поля силы тяжести, в космическом пространстве имеются и другие силовые поля: именно электрические и магнитные. Эти поля изучены пока еще недостаточно. Но их наличие и громадное значение не вызывают сейчас никакого сомнения. Например, известно, что частицы, несущие на себе электрические заряды и образующие космические лучи, получают скорости, близкие к скорости света, и огромную энергию, двигаясь в космических электромагнитных полях. Эти поля можно уподобить гигантским, сверхмощным ускорителям элементарных частиц, созданным в лабораториях ядерной физики в различных государствах в последние годы.

Вот эти космические электромагнитные поля и можно использовать для управляемого полета космического корабля. С этой целью такой корабль должен иметь определенное оборудование, которое до сих пор еще никем не разрабатывалось, но элементы которого уже запроектированы, хотя и для других целей.

Схема движения звездного корабля, который использует энергию электрических полей космического пространства. Будучи электрически не заряженным (I), корабль движется лишь под действием сил тяготения. Электрические поля космического пространства на него не действуют. Выбрасывая при помощи мощных ускорителей поток положительно заряженных частиц (протонов), корабль постепенно заряжается отрицательно и начинает стягивать на себя поток силовых линий электрического поля (II) и по мере увеличения этого заряда все быстрее и быстрее устремляется в сторону космической системы, заряженной положительно (III). На цветной вкладке показано, как примерно мог бы выглядеть такой звездный корабль. Справа внизу на вкладке он показан в разрезе.

Основным элементом этого оборудования космического корабля следует считать два ускорителя элементарных частиц. Один из них предназначен для ускорения и выбрасывания положительно заряженных частиц — ионов водорода (протонов), другой — для ускорения отрицательно заряженных электронов.

Если работает первый ускоритель, то положительный заряд уходит с корабля и корабль целиком заряжается отрицательно. Если корабль находится в космическом электрическом поле, то он будет двигаться в сторону положительного полюса.

Если же работает ускоритель электронов, то, наоборот, корабль получает положительный заряд и несется в сторону отрицательного полюса. Изменяя знак и величину заряда космического корабля, можно изменять ускорение и направление движения. Протоны и электроны должны выбрасываться с корабля в космическое пространство с достаточной энергией, чтобы они не упали назад на корабль, так как они, естественно, стремятся притянуться к кораблю, с которого выброшены.

Если корабль разделить на две изолированные в электрическом отношении части, то можно, заряжая каждую из них тем или иным зарядом, поворачивать корабль в пространстве. Если корабль целиком или отдельную его часть привести тем или иным способом в быстрое вращение и одновременно зарядить электричеством соответствующего знака, то корабль превратится в магнит, который можно также определенным образом ориентировать в космическом магнитном поле.

Возникающие в рассмотренных условиях силы будут в значительном числе случаев не очень большими. Однако учитывая безграничные просторы космического пространства и возможности длительного ускорения, можно считать, что электромагнитные поля в межзвездных пространствах дают возможность в широких пределах управлять полетом космического корабля по крайней мере вдали от массивных небесных тел. Запасы ионизируемых материалов, нужных для такого управления, весьма невелики. Энергию, необходимую для выброса ионов, можно получить или за счет излучения, или небольшого запаса топлива (обычного или, лучше, атомного). Энергия этого топлива будет незначительной по сравнению с энергией, таящейся в космических электромагнитных полях, которую можно использовать для движения космического корабля.

Итак, мы видим, что безграничное космическое пространство — это не только путь к далеким мирам, оно само является миром, полным нетронутых источников энергии. Мы сможем в будущем добывать энергию не только из веществ, находящихся на Земле и других планетах, не только из угля, нефти, газа, урана, тория, дейтерия и лития, но и из того космического пространства, в которое мы сейчас начали проникать.