Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса

Кроме основной, потребуется ещё одна аналогичная базовая траектория, повёрнутая относительно первой на большой угол, 30–60 градусов. На этой второй траектории тоже должно быть несколько топливных баз, на которые доставляется примерно в 10 раз меньше льда, чем на основные, и которые служат для возобновления энергетического цикла. Основная базовая траектория должна быть ориентирована под определённым углом к направлению на Солнце, таким образом, чтобы производимый луц всегда направлялся в заданную точку на орбите Земли. По мере движения Юпитера вокруг Солнца ориентацию большой оси базовой траектории необходимо будет постепенно изменять, тогда к Земле можно будет направлять почти 100 % производимого луца. Для поворота большой оси базовой траектории (на 2,5 градуса в месяц) без затрат топлива можно использовать гравитационные манёвры, а также избыточный импульс прибывающих партий топлива (или просто выводить новые партии льда на немного смещённую траекторию, а оборудование баз перемещать на неё за счёт дополнительных манёвров).

Для эффективного осуществления гравитационных манёвров запуск топлива с поверхности Европы должен осуществляться в пределах не очень большого окна по времени, порядка 5 % времени каждого второго оборота, т. е. в течении 3 часов за 7,16 суток. За это время (описанный ранее) стартовый комплекс успеет выпустить 10 тысяч снарядов по 100 кг, т. е. 1000 тонн за раз, или 4000 тонн в месяц.

Возможно, что при наличии более чем одной базовой траектории и нескольких станций на каждой из них, удастся рассчитать несколько альтернативных последовательностей гравитационных манёвров для доставки льда, тогда время эффективного использования стартового комплекса увеличится в 2…10 раз, что является определяющим фактором для производительности всей системы. Но мы пока примем, что доставка льда осуществляется 1 раз за 2 полных оборота Европы, т. е. 4000 тонн месяц.

Для обслуживания каждой топливной базы потребуется несколько тонн оборудования, основная функция которого будет состоять в том, чтобы сформировать топливные гранулы весом 1-10 граммов и расфасовать их по контейнерам (пакетикам) весом от 500 граммов (для использования внутри системы) до 10-100 килограммов (для отправки к Земле), снабжённым автономной системой навигации. В сумме для обслуживания всей топливной системы потребуется, возможно, 10–20 тонн оборудования, включая системы обработки, хранения и загрузки топлива, а также орбитальные тягачи.

Получение солнечной электроэнергии для работы оборудования в системе Юпитера является больным вопросом, так как поток солнечной энергии в 25–30 раз меньше, чем на орбите Земли. Но при грамотном проектировании и использовании солнечных батарей с плёночными концентраторами, можно получить мощность порядка 1 кВт на 1 кг веса солнечной батареи, при площади концентратора 100 кв.м. (правда, конструкции солнечных панелей будут очень лёгкими и хрупкими, так что при ускорениях более 0,1 м/с они будут ломаться от собственного веса, но в невесомости на стационарных орбитальных станциях их можно применять). Тогда для обеспечения постоянной работы каждой топливной станции (в предположении, что надо полностью расплавить весь поступающий лёд) потребуется постоянная мощность электроснабжения 100 кВт, для чего нужна солнечная панель площадью 10000 кв. м, и массой 100 кг.

Рабочие ракеты, непосредственно осуществляющие манёвры для доставки носителей кинетической энергии к Юпитеру и их разгона с помощью термо-кинетических двигателей (т. е. основной цикл производства луца), будут постоянно обращаться по вытянутой траектории касания атмосферы (траектория С), синхронной по времени с траекторией Б (с периодом около 3 суток), и с минимальной высотой 72 тысячи километров. При этом каждая рабочая ракета всегда будет заправляться на одной и той же топливной базе. В наиболее удалённой от Юпитера точке разница скоростей между траекториями Б и С будет порядка 100 м/с, и партию топлива в 15 тонн для заправки одной рабочей ракеты сможет перевозить тягач массой 100 кг с запасом двухкомпонентного топлива 500 кг для осуществления данного манёвра и возвращения на базу.

Если, как в самом первом варианте, использовать для разгона вблизи Юпитера рабочие ракеты весом по 1 тонне, способные взять за раз 15 тонн топлива и произвести 4 тонны носителей кинетической энергии, то за месяц каждую из них можно будет заправить 8-12 раз (в зависимости от выбранного периода базовой траектории), т. е. одна рабочая ракета может переработать в луц 15*10 = 150 тонн льда в месяц (от 120 до 180 тонн, в зависимости от периода базовой траектории; именно поэтому более короткая базовая траектория лучше). Для переработки 4000 тысяч тонн льда в месяц потребуется 25–35 рабочих ракет.