Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса

Во-первых, длительность одного энергетического цикла будет достаточно большой, 30–40 суток (надо пролететь более 10 млн км).

Во-вторых, суммарная масса внешних спутников не так велика, их диаметры от 1 до 5 км, и на очень длительное время их не хватит. Помимо этого, они в основном состоят из силикатных пород, во всяком случае на поверхности. Лёд там если и есть, то где-то в глубине, и не на всех, так как настолько малые тела не могут удержать молекулы водяного пара при сублимации. Поэтому, на длительную перспективу этот источник вещества (в первую очередь воды) видимо не подходит.

Правда, в качестве самих носителей кинетической энергии можно, и возможно даже предпочтительнее, использовать не лёд, а другие композиции веществ — например, мелкий (нанодисперсный) силикатный песок, с небольшим количеством воды в качестве связующего вещества, либо перекиси водорода, гидразина или химической взрывчатки в качестве распыляющего агента. Однако, для манёвров внутри системы вода в любом случае нужна, и если на мелких внешних спутниках её не окажется, то придётся спуститься ближе к Юпитеру, к более крупным.

Можно также ловить и использовать в качестве источника ресурсов мелкие кометы, довольно часто пролетающие на расстояниях в несколько миллионов километров от Юпитера; а в более далёкой перспективе — Троянцев и кометы из внешних областей Солнечной системы, но это потребует развитой системы астрономических наблюдений и навигации, и совершения длительных манёвров с использованием большого количества энергии, которую до этого надо где-то добыть. При этом запас вещества в этих источниках на 2 порядка меньше, чем в больших спутниках Юпитера, а время раскрутки энергетических циклов с использованием удалённых объектов будет на 2 порядка больше, чем для спутников внутри системы Юпитера. Поэтому наиболее привлекательным источником сырья в первую очередь являются крупные спутники Юпитера.

Из больших, Галилеевых спутников по крайней мере три — Европа, Ганимед и Каллисто — выглядят очень перспективными для добычи воды.

Массы двух из них больше Луны; вторая космическая скорость для поверхности Каллисто 2,5 км/с, для Ганимеда 2,8 км/с, на Европе 2 км/с.

Каллисто на половину состоит из льда, а на Европе и, возможно, Ганимеде есть даже жидкий подповерхностный океан глубиной 100–150 км; общий запас воды на Ганимеде и Каллисто составляет 2 % от массы планеты Земля, или в 100 раз больше массы всей воды в Земных океанах и ледниках. Вот где надо делать луц…

Каллисто вращается на расстоянии 1,88 млн км от Юпитера со скоростью 8,2 км/с, и чтобы (за один манёвр) вывести с её поверхности груз на кратчайшую эллиптическую траекторию касания атмосферы Юпитера, требуется дополнительная скорость около 7 км/с.

При использовании обычного ракетного двигателя, и удельном импульсе топлива 10 км/с, затраты топлива составят 50 % от начальной массы ракеты, то есть 16 тонн для аппарата такого же веса, и для разогрева топлива потребуется 600 кг носителей кинетической энергии при скорости 67 км/с, то есть 15 % энергии, полученной в предыдущем цикле.

При этом, время достижения атмосферы Юпитера 75 часов (3 суток), что в 10 раз быстрее, чем в случае старта с внешних спутников Юпитера. Таким образом, длительность одного энергетического цикла сокращается в 10 раз, и соответственно возрастает продуктивность используемого оборудования, мощность луцепотока, который можно направить к Земле, а стоимость поставляемой таким образом энергии пропорционально снижается, как и время раскрутки глобального энергетического цикла (включающего стадию доставки нового оборудования с Земли).

Правда, есть нюансы, которые надо учесть.