"Техника-молодежи" 1968 г №7, с.36, вкл.


МЕЖДУ ПЛАНЕТОЙ И РАКЕТОЙ
«ИНВЕРСОР» СТАВИТ ЗАДАЧИ КОНСТРУКТОРАМ И ФАНТАСТАМ

 
СССР
 
Н

есколько лет назад профессор Г. Покровский предложил интересный метод торможения космических аппаратов, садящихся на пыльные планеты. По его мысли, взрыв артиллерийского снаряда поднимает перед кораблем облако пыли. На корабле укреплен своеобразный желобчатый «парус», по форме похожий на турбинную лопатку. Когда аппарат входит в облако пыли, частицы скользят по поверхности лопатки и складываются в пылевой поток, летящий впереди корабля. Поток как бы вспахивает поверхность планеты, поднимая с нее новые массы пыли, тормозящие корабль. Однако безатмосферная планета может быть совершенно лишена пылевого покрова. В этом случае можно предложить другой метод торможения, также почти не требующий дополнительных затрат энергии.

Не долетая до планеты, корабль ориентируется строго вертикально к ее поверхности, после чего вниз выбрасывается абсолютно упругий мяч. Мяч обгоняет корабль и первый встречается с планетой. Отскочив от ее поверхности, он устремляется обратно со скоростью, равной первоначальной скорости корабля плюс скорость, с которой его вытолкнули.

Долетев до космического аппарата, мяч ударяется о его дно и, отразившись, снова летит вниз с почти удвоенной скоростью, несколько замедлив в движении корабль. Начав метаться между дном и планетой, мяч будет все больше тормозить корабль. В конечном счете этот процесс должен привести к тому, что аппарат полетит в обратную сторону со скоростью, с которой летел к планете, как бы отразившись от нее. Но мяч позволяет растянуть отражение, заменив один сильный удар серией мелких, безопасных для экипажа импульсов.

Чтобы остановить корабль, надо только выбрать момент, когда его скорость станет близкой к нулю, и пропустить мяч в космос. Для этого можно отодвинуть корабль вбок или пропустить мяч через сквозной канал, закрываемый снизу крышкой. Можно просто взорвать мяч. Это предпочтительнее еще и потому, что при широком применении такого метода торможения космос скоро заполнится огромным количеством мячей, летящих во всех направлениях.

По формулам для соударения упругих тел, которые можно найти в любом учебнике механики, нетрудно вычислить: ракета весом в 100 т, летящая к твердому астероиду со скоростью 1 км в секунду, будет остановлена мячом весом всего в 1 т после 11 соударений, причем мяч уйдет в космос, получив скорость около 7 км в секунду.

Итак, мы избавились от дополнительных затрат топлива при торможении. А нельзя ли утилизировать энергию прибывающего корабля, которая, кстати, весьма велика?

Казалось бы, выгоднее всего запускать ракету, передавая ей движение точно такого же прибывающего корабля. Ведь энергия запуска и энергия торможения равны. Однако даже и здесь нам не удастся обойтись без аккумулирования. Торможение, как и разгон, должно идти с постоянной силой, этим достигается равномерность замедления (или ускорения). Но мощность зависит и от силы и от скорости, и в этом отношении картина разгона и торможения получается обратной.

При торможении мощность вначале велика, а потом сходит на нет, при разгоне, наоборот, мощность растет от нуля до максимума.

Вот как могла бы выглядеть фантастическая установка для приема и запуска космических кораблей на безатмосферных планетах: три башни расположены на одной прямой. На средней башне — поворотный мост-рессора, концы которого входят в прорези обеих башен.

В исходном положении свободный конец моста поднят на уровень вершины посадочной башни, а второй конец находится в основании стартовой башни, и на него опирается готовый к старту космический корабль. Прибывающий из космоса планетолет садится в воронку посадочной башни и, скользя по ее направляющим вниз, выгибает и поворачивает мост-рессору, тем самым заставляя стартующий корабль начать подъем. Аккумулятором энергии здесь служит сам мост.

Сначала мост изгибается. Потом, когда скорости обоих кораблей становятся равными, он только поворачивается. А в конце начинает распрямляться, отдавая стартующей ракете энергию, накопленную в первой фазе торможения.

По-иному можно решить задачу для аппаратов, оснащенных плазменными двигателями и обслуживающих малые планеты.

Может случиться, что тяга двигателя окажется недостаточной, чтобы поднять ракету с астероида или затормозить ее при посадке. Тогда можно воспользоваться аккумулированием энергии с помощью маховика. При посадке амортизаторы через пружинные элементы и передачи раскручивают маховик, передавая ему всю энергию торможения. Когда наступает время взлета, космонавты соединяют маховик с амортизаторами, и корабль с силой отталкивается от астероида, совсем не потратив энергии на взлет и посадку. Чтобы не возить с собой на корабле лишнюю массу, в качестве маховика можно использовать наиболее массивную часть плазменного двигателя — тяговую камеру с анодом и катушкой для создания магнитного поля.

Р. СУХОВЕРКО, астроном