«Техника-молодежи» 2000 г №4, с.24-27, 32-33
Юрий ЕСЬКОВ, инженер
ЛАЗЕРНАЯ ЛУНА
ЗАДАЧА. Мировой опыт показывает, что число жертв и общий ущерб крупномасштабных техногенных и природных катастроф, происходящих в ночное время, можно значительно уменьшить, если место события сразу же, в первые минуты после происшествия, будет освещено. При этом принципиально важна не интенсивность освещения (которая может быть и довольно низкой), а именно его оперативность.
Применяемые методы аварийного ночного освещения уже сегодня не соответствуют масштабности проблемы, а ведь в наступающем веке прогнозируется увеличение числа техногенных (а также природных, но инициированных техногенными факторами) катастроф. Нужно что-то более радикальное — глобальное и постоянно готовое к работе.
Этим требованиям лучше всего удовлетворяет система освещения из космоса — с автоматических космических аппаратов (КА). В ней принципиально возможно использовать собственно свет Солнца или лазеры.
Идея плоских зеркал, размещаемых на околоземных орбитах для базового ночного освещения с помощью отраженного солнечного света, была высказана еще в начале века, а в 1975 г. была теоретически хорошо обоснована К.Эрике (США).
Более серьезная проектно-конструкторская проработка в 1990-х гг проводилась в РКК «Энергия» — применительно к освещению наземных высокоширотных объектов (горных разработок и буровых) в течение всей полярной ночи. По одному из вариантов такая система включала до 60 6-тонных спутников на круговой, солнечно-синхронной орбите высотой примерно 1700 км с наклонением 130°. Управляемое 200-метровое зеркало каждого КА отражает солнечный свет, направляя его на наземный объект. Плоская поверхность зеркала, выполненного из тонкой полимерной металлизированной пленки, формируется под действием центробежных сил, при закрутке КА вокруг продольной оси. Для устранения сильного гироскопического эффекта, затрудняющего наведение отраженного луча, используется оппозитный малоразмерный высокооборотный маховик. В подтверждение реализуемости схемы в РКК «Энергия» было проведено два летных эксперимента с модельным зеркалом диаметром 20 м («Знамя-2» и «Знамя-2,5»).
Однако при работе на относительно низких орбитах численность системы с зеркалами крайне избыточна, т.к. в каждый момент времени активными являются не более 10-15 КА, а остальные 80% — «холостые». Далее, даже когда орбиты сравнительно низкие, при характерных дальностях отраженного луча около 2 тыс. км, размеры светового пятна на земной поверхности оказываются значительными (15-20 км), что предопределено сильной естественной расходимостью солнечного излучения (30 угл. мин), вызванной «неточечностью» Солнца. И потому для получения даже умеренной освещенности (порядка нескольких Лк) требуется значительная мощность отраженного луча (на уровне сотен МВт). В конечном счете, зеркала больших размеров и, соответственно, массы. Впрочем, для ночного освещения крупной горной выработки или мегаполиса с характерными размерами в десятки километров такая схема имеет смысл.
Однако к аварийному освещению предъявляются несколько иные требования, в первую очередь — существенно меньшие (порядка километра) размеры ,светового пятна. Тогда возможно существенное уменьшение мощности луча и сокращение количества спутников (не десятки, а единицы).
Каждый КА постоянно обслуживает только «свою» зону (т.е. должен быть стационарным относительно поверхности вращающейся Земли). Однако очевидно, что при этом дальность луча существенно (более чем на порядок), возрастет, а угловая расходимость луча, с учетом одновременного уменьшения диаметра освещаемой зоны (также более чем на порядок) должна резко снизиться и стать в несколько сот раз меньше, чем у солнечного излучения.
ЛАЗЕРНЫЙ ПРОЖЕКТОР. Это требование может быть реализовано только при применении монохроматического когерентного источника света — лазера с дополнительной крупногабаритной внешней фокусирующей оптической системой (ФОС). Наиболее предпочтительно освещение излучением в видимом человеческим глазом диапазоне длин волн (0,4-0,7 мкм). Это облегчит работу спасателей, исключив необходимость применения тяжелых нашлемных ИК-приборов ночного видения. В случае, если применяются УФ— или ИК-лазеры (в их создании достигнуты наибольшие успехи), должна использоваться дополнительная система преобразования излучения (удвоения частоты или удвоения длины волны).
Сегодня большая часть населения Земли и уже созданная технологическая (а значит, — потенциально аварийная) инфраструктура размещены главным образом в средних и низких широтах. Кстати, там же происходит большинство природных катастроф — землетрясения, извержения вулканов, тайфуны и т.п. Но в последние годы бурно развивается техносфера и в высоких широтах (по крайней мере, в Северном полушарии). Особенно это связано с освоением приполярных месторождений углеводородного топлива.
В высоких широтах проблема аварийного освещения обостряется наличием полярной ночи — длительного, многомесячного темного периода.
КОСМИЧЕСКАЯ ГРУППИРОВКА. Предлагаемая ниже система аварийного ночного освещения состоит всего из 4 КА — трех однотипных на геостационарной экваториальной орбите (ГСО) и одного, существенно отличающегося от них по схеме, типу и режиму работы лазера, расположенного на большой высоте над Северным полюсом (назовем его надполюсным КА — НКА, рис. 1-3 на центральном развороте).
Геостационарные КА по определению не требуют маршевой двигательной установки, а следовательно, и мощного электропитания (небольшие затраты электроэнергии потребуются лишь для ЭРД-коррекции положения КА, а также для питания служебных бортовых систем). На них наиболее простым техническим исполнением источника освещения будет применение непрерывного лазера с прямой солнечной накачкой. Лазеры этого типа дают ИК-излучение.
Геостационарные КА, расположенные над экватором через 120°. по долготе, обслуживают широкий наземный пояс в между 62° северной и южной широты. Хотя теоретически зона прямой видимости с геостационарного КА шире (до 82°), практически это нереализуемо, поскольку на этих широтах луч будет параллелен местному горизонту. При принятом ограничении широты реализуется достаточно приемлемое соотношение длины тени к высоте объекта (примерно 4) на границе зоны обслуживания.
Надполюсный КА размещается в точке над Северным полюсом, в 2 млн км от поверхности Земли, и движется по круговой околосолнечной орбите, с радиусом и периодом обращения, соответствующими земным (150 млн км и 1 год, соответственно), точнее — траектории, не являющейся кеплеровской (центр орбиты не совпадает с гравитационным центром — Солнцем). Для уравновешивания возникающей при этом вертикальной (см. рисунок на центральном развороте) составляющей силы солнечного притяжения, а также притяжения Земли, требуется приложение к НКА непрерывной тяги, направленной вверх. Таким образом, аппарат находится над Землей в режиме «висения».
Несмотря на малую величину требуемого реактивного ускорения (около 0,2% g), суммарные энергозатраты на поддержание НКА в течение длительного времени будут значительными. При продолжительности функционирования 10 лет (а меньше сегодня «неприлично») энергозатраты (т.н. «характеристическая скорость») составят более 60 км/с; это например, почти вдвое больше, чем нужно для полета к Марсу.
Надполюсный КА обслуживает практически половину всей поверхности Северного полушария (севернее 15°) при выполнении того же условия, что и для спутников на ГСО — наклон луча к горизонту на южной границе зоны не менее 15°.
Таким образом, важнейшее требование к системе аварийного освещения — непрерывное наблюдение за всей земной поверхностью — выполняется гарантированно и с запасом (за исключением южной полярной шапки). На широтах от 90 до 62° с.ш. работает НКА, на широтах от 62 до 15° с.ш. — все 4 аппарата: НКА и геостационарные, в диапазоне от 15° с.ш. до 62°. ю.ш. работают только геостационарные КА. В каждой точке пояса широт от 15 до 62° с.ш. (наиболее важного, с точки зрения распределения населения и катастроф) в каждый момент времени работают всегда 2 аппарата, что дает дополнительную гарантию надежности.
10 ЛЕТ НА МАЛОЙ ТЯГЕ. Учитывая нетрадиционность схемы и размещения НКА, более подробно рассмотрим его параметры.
Надлолюсный КА (НКА) состоит из эксимерного лазера с электрической накачкой, преобразователя длины волны УФ-излучения в видимый свет, внешней крупногабаритной ФОС, сужающей луч до нужной расходимости, электроракетных двигателей (ЭРД), обеспечивающих непрерывное «висение», запаса рабочего тела ЭРД (аргона) и солнечных батарей (СБ), обеспечивающих питание как ЭРД, так и лазера. Количественные оценки по основным элементам НКА сделаны в предположении, что дальность луча — 2 млн км, а диаметр освещаемого пятна — 1 км. Начальная масса НКА в точке висения — 2,5 т. Важнейшие элементы НКА — лазер, ФОС и энергодвигательный комплекс (СБ, ЭРД и рабочее тело).
Для получения лазера с умеренными параметрами по средней мощности (а значит, и по массе солнечных батарей) целесообразен импульсно-периодический режим освещения. В нем эффективно сочетаются оба уникальных свойства человеческого глаза как оптического прибора — исключительно высокая чувствительность единичного элемента глазной сетчатки (четко фиксирующего единичный квант света) и способность глаза сохранять (запоминать) изображение в течение примерно 0,1 с (на этом основана работа кино и телевидения). При длине волны падающего излучения 0,5 мкм (зеленый свет) энергия кванта составляет 4·1019 Дж.
Эксимерный лазер на KrF, генерирующий УФ-излучение с длиной волны 0,248 мкм, выполнен по замкнутой схеме и работает в импульсно-периодическом режиме с энергией единичного импульса в свету 50 Дж, при длительности импульса 1 МКС и частоте следования импульсов 20 Гц. Это соответствует средней мощности излучения примерно 1 кВт в свету. С учетом КПД накачки 5% и КПД преобразователя излучения (удвоителя длины волны) 30%-ная мощность солнечных батарей лазера составит 60 кВт.
Диаметр главного зеркала двухзеркальной кассегреновской ФОС с учетом двукратного запаса на неидеальность исходного лазерного пучка по расходимости — 5 м, диаметр малого центрального зеркала — 1 м. При удельной массе главного зеркала, выполненного, например, по фацетной схеме с использованием композитных материалов, 30 кг/м2 (для проектирующегося солнечного концентратора газотурбинной установки — примерно 10 кг/м2, стеклянного моноблочного зеркала космического телескопа «Хаббл» ~ 200 кг/м2), масса ФОС составит 600 кг.
Мощность электроракетного двигателя (скорее всего ионного, работающего на аргоне) определяется из условия длительности непрерывного висения 10 лет и массы всего НКА 2,5 т в 75 кВт. ЭРД выполнен по пятимодульной схеме с ресурсом каждого модуля 2 года. Суммарная масса модулей — 200 кг. Тяга ЭРД — 50 г, что обеспечивает при массе НКА 2,5 т необходимую для режима висения тяговооруженность 0,00002. Удельный импульс тяги ЭРД — 22000 с, что соответствует скорости истечения струи 220 км/с. Запас рабочего тела 600 кг учитывает КПД ЭРД 70% и гарантирует время «висения» примерно 10 лет.
В процессе 10-летнего дежурства НКА лазер не работает. При этом нормаль к плоскости солнечных батарей ориентирована на Солнце. Солнечная батарея использует примерно 60% своей мощности для непрерывной работы ЭРД. За год НКА вместе с СБ совершают полный оборот вокруг собственной вертикальной оси, что отрабатывается силовыми гироскопами — гиродинами. В дежурном режиме ось ФОС лазера направлена по оси вращения Земли. После получения информации о координатах катастрофы включается лазер, а ФОС с помощью гиродинов разворачивается для грубого наведения луча, имеющего расходимость 0,1" на 20' в случае обслуживания низкоширотных потребителей. Прецизионное наведение луча (с точностью до 0,01") осуществляется с помощью сегнетоэлектрических силовых элементов, корректирующих положение легкого малого (центрального) зеркала ФОС при линейных перемещениях до 0,02 мкм.
ПОЧТИ ТРАДИЦИОННО. Вернемся к геостационарному КА, он существенно проще. При непрерывном режиме работы с освещенностью 3 Лк, что рекомендовано нормами для горных работ в открытых карьерах, требуемая мощность в свету 40 кВт. Это требует мощности солнечной накачки (при прогнозируемом КПД лазера 10% ) 400 кВт. Такая мощность обеспечивается солнечным концентратором диаметром 20 м с массой 3,2 т (при удельной массе конструкции зеркала 10 кг/м2) и общем коэффициенте полезного действия (с учетом потерь на отражение и потерь в приемнике) 90%.
В состав КА входят: собственно непрерывный ИК-лазер на иттриевом гранате с прямой солнечной накачкой, генерирующий излучение с длиной волны 1,06 мкм; солнечный концентратор; холодильник-излучатель для сброса почти 90% тепла с лазерного рабочего тела; насосы прокачки охлаждающей жидкости; гиродины; системы управления и связи; СБ мощностью 5 кВт; а также ФОС. Общая масса геостационарного КА — 5 т, из которых более 60% приходится на солнечный концентратор.
Для обеспечения быстрого включения лазера, так же, как и в НКА, не работающего в режиме дежурства, гиродины непрерывно обеспечивают наведение оси солнечного концентратора на Солнце с точностью до 0,5°. После включения рабочего режима ось его наводится на освещаемое место. Максимальное отклонение оси лазера от направления на подспутниковую точку примерно 7°.
Из-за значительно меньшей дальности (менее 40000 км) при том же размере освещаемого пятна, что и в НКА, расходимость луча будет почти в 5 раз больше, а диаметр основного зеркала — в 5 раз меньше (1 м).
Вследствие существенного изменения углового положения КА относительно линии Солнце-Земля в пределах суток, должна быть предусмотрена система отклонения луча, выходящего из ФОС на большие углы по отношению к оси солнечного концентратора (этот аспект требует специального рассмотрения, и здесь опущен).
ШАГ ЗА ШАГОМ. Техническая реализация предлагаемой системы космического аварийного освещения базируется на значительном заделе по основным элементам. Так, уже освоено производство пленочных кремниевых СБ на стальной подложке толщиной 50 мкм при КПД до 10%. В эксимерных лазерах для программы инерционного управляемого термоядерного синтеза достигнута (в единичных импульсах) энергия свыше 10 кДж в свету при КПД накачки до 10%. В импульсно-периодических режимах освоена частота следования импульсов свыше 100 Гц. Уже эксплуатируются штатные бортовые самолетные системы лазерного целеуказания и наведения, а также лазерные системы наведения противотанковых PC. Точность наведения оси космического телескопа «Хаббл» в режиме слежения за звездой доведена до 0,01 угловой секунды. Имеются стендовые эксперименты по инфракрасному твердотельному лазеру с прямой солнечной накачкой и длиной волны 1,06 мкм (пригодного для описанного спутника на ГСО). Параболическое зеркало этого лазера имеет диаметр 10 м. По программе СОИ в США создано параболическое зеркало диаметром 4 м с управляемыми фацетами для ФОС химического лазера мощностью 2 МВт в свету. Имеется также существенный задел по ЭРД. Выведение обоих типов КА с низких орбит в точки стояния требует умеренных энергозатрат и возможно на уже существующих ракетах-носителях.
Естественно, существуют и нерешенные проблемы: обеспечение длительного ресурса лазера и ЭРД, уточнение потерь излучения при прохождении облачности, а также ряд проблем целеуказания и наведения, которые, однако, явно не являются непреодолимыми.
Количественная оценка эффективности предлагаемой системы здесь не делалась. Однако априори она представляется достаточно высокой, даже если учитывать только снижение ущерба от всех «обслуженных» ночных катастроф, количество которых за означенные 10 лет будет, безусловно, значительным. Кроме того, следует учитывать также заведомое снижение числа жертв, что крайне важно, но трудно поддается экономической оценке.
Наконец, опыт создания лазерной системы на такую большую дальность (2 млн км), что почти в пять раз превышает расстояние до Луны, безусловно, может быть использован в будущих перспективных системах экологически чистого энергоснабжения Земли с лунных энергостанций (см. «ТМ»№9 за 1999 г).
И последнее. Более близким этапом может стать снабжение по лазерному лучу одного КА с другого, а в более далекой перспективе — использование лазера наземного базирования при мощностях в сотни мегаватт для экономичного выведения на низкую околоземную орбиту спутников, а возможно, и пилотируемых КА.
Алексей ОСОКИН,
научный сотрудник
МГУ им. М.В. Ломоносова
ФАБРИКА
НА БОРТУ
Из всех известных химических реакций наибольшим энерговыделением сопровождаются процессы окисления водорода (118 тыс. кДж/кг) и стоящая уже между химическими и ядерными реакция рекомбинации атомарного водорода — 224 тыс. кДж/кг. Теплоемкость атомарного водорода почти в 2 раза выше, чем у гремучей смеси, молекулярная масса в 9 раз меньше, а, значит, для ракеты-носителя «на атомарном водороде» масса топлива почти равна массе конструкции, тогда как у традиционных ракет — даже лучших из них — она минимум в 10 раз больше. То есть современный истребитель, используй он атомарный водород как топливо, может не только выйти на орбиту, но и совершить полет к Луне и обратно!..
Эти фантастические выводы хорошо известны («ТМ» писала об атомарном ракетном топливе еще в 1958 г — Ред.), и давно бы уже не было проблем с самым широким освоением космоса, да вот беда — время существования атомарного водорода в обычных условиях не превышает полусекунды, и даже сверхнизкие температуры не сильно изменяют эту цифру.
Однако нам ведь не нужно иметь на борту ракеты именно ЗАПАС атомарного водорода — нам требуется его энергоемкость В МОМЕНТ РЕАКЦИИ в ракетном двигателе. Поэтому проще ПОЛУЧАТЬ атомарный водород непосредственно перед его использованием, в ракете, а точнее — прямо в двигателе.
В самом деле, чтобы получить атомарный водород, надо сообщить ту же энергию (224 тыс. кДж/кг) молекулам обычного водорода. Разумеется, источник этой энергии должен быть вне ракеты. Но как раз это-то и не проблема после изобретения Басовым лазера и освоения СВЧ-излучения. Таким образом, энергию для полета ракета получает извне, а хранение на борту молекулярного водорода — вполне решаемая техническая задача.
Рассмотрим, как это может реализоваться на практике. Атомарный водород получают обычно двумя способами: при накаливании металлов — катализаторов (платины, палладия, вольфрама и др.) в сильно разреженном (менее 0,01 атм.) водороде — и при пропускании водорода через вольтову дугу.
Первый метод (рис. 4б на центральном развороте) очень хорошо подходит для полетов за пределами атмосферы. При этом энергию для нагрева металлов ~ катализаторов могут поставлять орбитальные энергостанции.
Сложнее при старте с Земли, когда в плотной атмосфере надо пропускать водород через вольтову дугу. Это, конечно, возможно, но КПД преобразования лазерного излучения в постоянный разряд будет очень мал. Лучше подобрать такую частоту лазерного излучения, чтобы оно более полно поглощалась молекулами водорода, а энергия квантов была бы равна энергии связи атомов в водороде. Длина волны тогда должна быть немногим более 3000 ангстрем — далекий ультрафиолет, еще пропускаемый земной атмосферой.
Возможно, придется использовать вещество — посредник (рис. 4а на центральном развороте), например — жгут сильно ионизированной плазмы, поддерживаемой лазерным излучением, энергии которой достаточно для диссоциации водорода.
Вероятно, удобнее всего будет стартовать обычным, «самолетным» образом, благо масса такой — «лазер — атомарно-водородной» ракеты не очень отличается от среднего реактивного самолета. Дальнейший разгон должен происходить по спирали над местом расположения лазерной станции.
Конечно, идея применения лазеров для полета не нова (этим занимаются, например, в МФТИ), но до сих пор предлагалось использовать в качестве рабочего тела часть ракеты, испаряемую лазерным излучением. Понятно, что при этом большая часть энергии идет на разогревание и испарение, а самое главное — образовавшиеся газообразные продукты не имеют и не могут иметь необходимой скорости истечения. Это, кстати, толкает исследователей на применение в такой лазерной ракете материалов со все большей плотностью (металлического урана, например), для увеличения импульса, передаваемого ракете испаряющимся веществом.
Описанная же комбинация атомарно-водородного двигателя и лазерного энергоснабжения дает самое важное — РЕАЛЬНОЕ достижение необычайно высокой скорости истечения вещества. Причем использование атомарного водорода как топлива требует не отказа от ракетных двигателей, а их модернизации на основе существующих разработок. Крайне полезными при создании описанных аппаратов окажутся также полученные в ходе реализации программ СОИ и контр-СОИ достижения в лазерной технике.
Вообще, сегодня в развитии космической техники во главу угла ставится рентабельность запусков, возросли требования к экологической безопасности, но, с другой стороны, необходимы новшества, влияющие на умы и сердца людей (и правительств, финансирующих космонавтику).
Предлагаемая концепция удовлетворяет этим требованиям и, можно надеяться, ее разработка станет важным стимулом подъема в ракетно-космической технике.
ОТ РЕДАКЦИИ. К сожалению, проект имеет ряд «подводных камней». Дело в том, что радиус витков спиральной траектории, по которой вокруг наземной энергостанции должен разгоняться предложенный А.Осокиным аппарат, будет превышать несколько тыс. км (т.е. за линией горизонта), иначе на него будут действовать запредельные (более 10g) боковые перегрузки. Орбитальные энергоустановки или «эстафетная» сеть нескольких наземных лазеров обострят проблемы наведения, синхронизации, да и конструкция бортового приемника лазерного луча резко усложнится. Наконец, единичная мощность лазерных установок и параметры лучей, обусловленные уже не техническим уровнем, а закономерностями квантовой физики, могут не отвечать требованиям «бортовой фабрики».
Автор предыдущего материала Ю.М. Еськов — профессиональный проектировщик космических энерго-транспорткых комплексов — указав на эти недостатки, предложил подумать над передачей энергии в СВЧ-диапазоне. Но он же заметил, что способы получения атомарного водорода с помощью СВЧ-луча нужно еще создать...
Валерий АКИНИН,
член-корреспондент Российской
академии космонавтики
Александр АКИНИН,
старший специалист
Центра инициативных проблем
Русской цивилизации
«КОСМИЧЕСКИЕ ГАНТЕЛИ» И...
БЕССМЕРТНАЯ ДУША
В последнее время в научных докладах и газетных статьях появились неожиданные, на первый взгляд, утверждения о возможности... плавания в космическом вакууме. Плавания в буквальном смысле слова.
В частности, не без некоторых подсказок со стороны одного из авторов настоящей статьи, первый вице-президент Российской академии космонавтики О.А. Чембровский утверждает следующее: водород в роли главного «жителя» космоса «при определенных энергетических уровнях его атомов приобретает гравиинерционную всплывную силу, превышающую силу притяжения. Величина этой силы, кроме того, зависит и от скоростей движения самих молекул, атомов, электронов».
Но, в общем-то правильное мнение, что «если достаточно прочную оболочку наполнить водородом и придать ей определенную, даже доорбитальную скорость движения, возникает гравиинерционная всплывная сила», и все это происходит «благодаря совокупности переносных и относительных движений частиц всего объема газа», к сожалению, не сопровождается строго теоретическим обоснованием. По крайней мере, таковым не являются рассуждения типа: «если одна из частей замкнутой системы обладает в интродинамическом процессе сверхорбитальными скоростями, в ней возникает гравиинерционная всплывная сила, обеспечивающая при определенных условиях свободное движение космических аппаратов в гравитационных полях планет».
В связи с этим особого внимания заслуживает строго теоретически обоснованная схема КОСМИЧЕСКОЙ «ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ ГАНТЕЛИ», предложенная еще в 1970-х гг. профессором В.В. Белецким и М.Е. Гиверцем. Как будет показано ниже, к этой схеме можно свести не только «гравилетные» взаимодействия.
Схема «пульсирующей гантели» наибольший интерес представляет не в качестве «гравилета», а как инструмент сведения достаточно большого числа запутанных явлений к обычному взаимному отталкиванию их участников. Напомним, кстати, в чем заключается этот эффект (рис. 5 на центральном развороте).
Пусть по околоземной орбите летит спутник, состоящий из двух одинаковых грузов (например, отсеков), соединенных связью, масса которой пренебрежимо мала; причем расстояние между грузами можно изменять от «нуля» (рис. 5а) до значительных величин. Будем раздвигать грузы в направлении, перпендикулярном местной вертикали. Центр масс спутника при этом будет продолжать двигаться по той же орбите, но... Но сила, притягивающая спутник к Земле, — векторная сумма двух сил (от каждого из грузов). Они-то сами останутся теми же, но угол между ними увеличится, а, значит, сумма уменьшится (рис.56)! Теперь вспомним, что орбиты, как правило, эллиптические, половину витка (от перигея до апогея) спутник тормозится силой притяжения, вторую половину (от апогея до перигея) ускоряется. Увеличивая силу, разгоняющую спутник, и уменьшая тормозящую, будем набирать скорость, а значит, — поднимать высоту орбиты, удаляясь от центра притяжения!
При этом, в полном согласии с законом сохранения импульса, соответственно смещается и притягивающий центр. И — что принципиально важно — от изменения масс трех элементов «гантели» картина взаимодействия не меняется...
В роли части «гантели» при этом может выступать не только спутник, но также и сама Земля.
Если внимательно всмотреться в характер взаимодействия с одной стороны Земли и Луны, а с другой — спутника Земли (ИСЗ), то как раз в этом случае Земля и Луна больше всего напоминают собой «гантель». Другое дело, что возникающие силы и получаемые смещения будут весьма невелики...
Самое же примечательное в схеме, использующей Землю в качестве составной части «гантели», — вместо Луны и ИСЗ можно рассмотреть атомные ядра с упомянутыми уже электронами, физическая картина от этого не изменится.
Не вдаваясь в достаточно сложные детали взаимодействия атомных ядер с электронами и имея в виду атомарный характер окружающей природы, соблазнительным представляется придать именно универсальный характер единственной строго теоретически обоснованной схеме «гравилетного» взаимодействия.
Не исключено, что «гравилетные» взаимодействия, расталкивающие летящие по внутриатомным орбитам
электроны, еще и разгоняют все без исключения атомы и молекулы до больших скоростей хаотического движения. В связи с этим не стоит скептически относиться к — казалось бы — парадоксальному высказыванию С.П. Королева: «Не зря Циолковский занимался и космонавтикой, и дирижаблями. Наверное, со временем эти две ветви сольются». Как раз упомянутые «гравилетные» свойства атомов водорода, гелия, а также других газов, и позволяют их называть аналогами «космических аэростатов».
Расчеты показывают, что находящиеся в межпланетном пространстве атомы водорода и гелия в принципе способны (при осуществлении рассматриваемого взаимодействия) развивать и значительные удельные импульсы, позволяющие их использовать в качестве тех самых «точек опоры», при помощи которых можно «перевернуть Мир».
Механизм сообщения атомам и молекулам достаточно больших скоростей их хаотического движения, по всей видимости, сводится всего лишь к преобразованию энергии «деформации» электронных облаков в энергию кинетического движения сталкивающихся с ними атомов (в моменты соударения).
Атом гелия, обладающий, как и атом водорода, «гравилетными» свойствами, отличается от него массой нейтронов, проникающих вместе с ним космическое пространство в качестве «попутного груза». Исходя из этого и более определенным становится облик соответствующего космического летательного аппарата ЛЕГЧЕ ГЕЛИЯ. Он, естественно, должен наполняться водородом, причем так, чтобы его масса была равна массе оболочки предельно малой толщины (не более 10 микрон). А это достижимо не только лишь за счет армирования оболочки сверхпрочными нитями, имеющими прочностные характеристики на уровне «металлических усов», но и применением наполняемых тем же водородом сферических мишеней для термоядерных экспериментов (правда, их оболочку придется серьезно облегчать).
Еще один вариант конструктивного исполнения — эдакий «космический аэростат»... вообще без оболочки! Водород будет удерживаться в губке из углеродных волокон толщиной в нанометры.
Если же все вышеизложенное найдет свое подтверждение на практике, то можно не сомневаться: XXI век станет не только веком «мягких» космических летательных аппаратов, наполовину
состоящих из водорода, но и совершенно нового отношения и к Космосу, и к человеческой душе. Во всяком случае, именно «гантельный» механизм позволяет совершенно по-новому вернуться к гипотезе эфира, уже как переносчика не только энергии, но и информации — основы жизни.
