Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса

Микро снаряды, летящие со скоростью более 100 км/с, вообще-то, плохо сочетаются с атмосферой, даже на высоте 100–150 километров, так что, чтобы "зацепить" взлетающий с Земли аппарат за луцевую топливно-энергетическую магистраль, его всё-таки надо поднять вертикально вверх хотя бы на 200 км. Но это можно сделать либо совсем без топлива, с помощью наземной или стратосферной катапульты с начальной скоростью до 2 км/с, либо с помощью относительно небольшого реактивного ускорителя. Дальше, кораблю понадобится только запас рабочего тела, при безграничном энергетическом ресурсе и удельном импульсе, в зависимости от потребности, от 10 до 100 км/с. При желании, корабль вообще можно разгонять только внешними ресурсами, без затрат бортового запаса рабочего тела, но это оправдано только при требуемой скорости более 50 км/с.

Заметьте, здесь нигде не использовались электромагнитные пушки. Оказывается, луц, со скоростным фактором до 100 км/с, можно получить даром, и сколько угодно. Надо только немного подумать, и потом аккуратно управлять потоками вещества и энергии. Людей, не способных попасть в монетку хотя бы за одну-две тысячи миль, в дальний космос не пустят.

За 10 лет мощность энергетического цикла можно нарастить в миллион раз, (в 100 раз каждые 3 года), начав с запуска единственного корабля на химическом топливе, и больше не расходуя дополнительную энергию.

Мне кажется, на первое время нам хватит.

Помимо освоения внешних планет Солнечной системы, это позволит направлять грузы за пределы Солнечной системы со скоростью до 100 км/с, а при желании, летать и к Солнцу, хотя непонятно пока, зачем.

Мы можем оценить стоимость получаемой таким образом энергии.

Каждый килограмм структурного вещества (ракет, добывающих установок), доставленный в систему Юпитера, ежегодно будет возвращать к Земле 10 кг вещества при скорости от 50 до 100 км/с, с кинетической энергией от 1 до 5 ГДж/кг, в среднем 3 ГДж/кг. Стоимость перевозки оборудования к любой планете, после раскрутки системы, станет почти равной нулю (равна стоимости сопла для использования внешнего топлива, плюс распределённой инфраструктуры управления и навигации).

Таким образом, стоимость установленного в системе Юпитера оборудования, вместе с доставкой, будет мало отличаться от исходной стоимости производства этого оборудования на Земле.

Оценим стоимость 1 килограмма оборудования в 1000 долларов. Тогда, в расчёте на окупаемость за 5 лет, оно доставит обратно к Земле 50 килограммов луца, с суммарной энергией 150 ГДж. Стало быть, цена этой энергии и есть 1000 долларов; 150 МДж тогда стоят 1 доллар; а 3 МДж, соответственно, 2 цента.

2 цента за 0,8 кВт*час.

2,5 цента за 1 кВт*час.

В 4 раза дешевле, чем стоит выработка электроэнергии на Земле…

Энергоэффективность и стоимость оборудования будут примерно сравнимыми с оборудованием электростанций, используемым на Земле (средняя вырабатываемая мощность порядка 1 кВт на килограмм массы оборудования, при его стоимости 1000 долларов за килограмм установочного веса).

…Через 10 лет после запуска проекта, при луцепотоке 1 миллиард тонн в год, полёт на Луну в викенд будет стоить 500 долларов (на двоих). Вот, оказывается, откуда они там, в будущем (в фантастических фильмах и книгах) будут брать столько энергии, чтобы школьники могли на каникулах слетать, ну хотя бы на Уран…

(Была бы хоть сотня килограммов Луца со скоростным фактором 100 км/с во времена Гагарина… Человека в космос можно было бы запускать на слегка модернизированном Запорожце, а на Луну летать на маршрутке…)

Запуск 1 килограмма груза на околоземную орбиту 0,5 доллара.

Доставка 1 килограмма груза на Луну 1 доллар.

Доставка следующих партий оборудования в систему Юпитера 10 долларов за кг, то есть 1 % стоимости изготовления оборудования на Земле.

То есть, по сути, система раскрутит себя сама, за 3–6 лет, если её снабжать новым оборудованием, стоимость изготовления которого на Земле является единственным лимитирующим фактором для наращивания мощности системы. Остальное — вещество и энергию — она произведёт сама, было бы из чего.

2.2 Где

брать воду

Внешние мелкие спутники Юпитера вращаются на расстояниях 10–20 миллионов километров от него, со скоростями 3–4 км/с, и если на начальном этапе в качестве источника вещества использовать их, то для этого требуется изменение вектора скорости на 3–5 км/с. Соответственно, оптимальный удельный импульс топлива для такого манёвра должен быть 8-10 км/с. При этом на маневрирование будет затрачиваться в сумме около 10 процентов производимой энергии, и в 5–6 раз больше воды, чем будет получено высокоэнергетического вещества с кинетической энергией 2–2,5 ГДж/кг.

Таким образом, использование в качестве источника ресурсов далёких внешних спутников Юпитера выгодно энергетически, так как затраты энергии на запуск нового цикла будут на уровне 10 % энергии, полученной в предыдущем цикле.

Но есть у такой схемы и недостатки.