Искусственные внешние ресурсы для освоения космоса

Такая цена энергии позволит радикально изменить количество и качество энергопотребления на Земле, вывести с Земли 90 % вредных и энергоёмких производств, и наконец превратить Землю в действительно приятное место для жизни 50-100 миллиардов <умных, красивых и трудолюбивых> каких-нибудь людей.

Имея пристойное энергоснабжение, можно убрать лёд из антарктиды (потому что мешает апельсиновым рощам), и перевезти его в Сахару, Гоби, и (если сильно попросят) неваду. Над Норильском я предлагаю зажечь маленькое экологически чистое солнце на 40 ТВт, на высоте километров 50, и включать его полярной ночью, для повышения урожая апельсинов.

В общем, иметь на планете всего 5 % пригодной для жизни площади поверхности — как-то уже стыдно должно быть, в третьем тысячелетии…

Конечно, надо будет следить, чтобы школьники на каникулах могли не только слетать на Уран, но и продолжали усердно учиться… и да, отобрать у них смартфоны (а все убытки взыскать с людей, которые продавали им алкоголь, наркотики, смартфоны и т. д. На марс их, сожать яблони.).

3. Луц для бедняков.

(технология получения носителей кинетической энергии со скоростью 40–70 км/с без использования темо-кинетических двигателей, с помощью только обычных ракет на химическом топливе).

Предположим, что есть где-то во Вселенной не очень умная расса гуманоидов, которая так и не сможет создать работоспособный термо-кинетический двигатель, хотя бы атмосферный. (может быть, у них особи с меньшей массой мозга размножались быстрее и в конце концов заняли 100 % жизненного пространства, или по какой другой причине, но вот не могут они изобрести термо-кинетический двигатель — и всё).

Но они, тем не менее, очень хотят луц.

Посмотрим, как это можно сделать…

Возьмём описанную выше систему добычи топлива в системе Юпитера, но при этом 75 % воды будем сразу превращать в двух компонентное химическое горючее (лучше бы кислородно-метановое, но в крайнем случае можно кислородно-водородное, хотя его сложнее хранить).

Вывод топлива на промежуточную траекторию будем осуществлять пушкой, как и раньше; правда, это теперь будет несколько сложнее сделать. Водяной лёд, при температуре 50К, имеет прочность плохой стали (150–200 МПа на сжатие), и больших проблем при пушечном запуске не создаст; замороженный метан (если бы он у нас был) тоже можно запустить из пушки. С кислородом это уже сложнее; при 55К он правда замерзает, но о какой-либо значительной прочности говорить не приходится. При более низкой температуре (10-20К) замороженный кислород всё же можно, в принципе, запускать из пушки в лёгком прочном баке, но ускорение в стволе придётся уменьшить в несколько раз, а длину ствола, соответственно, увеличить до сотен метров, что уже влечёт дополнительные технические сложности и увеличение массы пушки.

С водородом всё совсем плохо. Чтобы его получить хотя бы в жидком виде, надо 20К, а чтобы заморозить, 14К. Само по себе это ещё не проблема: до 50К газ можно охлаждать бесплатно, в больших радиаторах на ночной стороне планеты, а затем сжижать и охлаждать до 10К за счёт энергии, вырабатываемой основным оборудованием стартового комплекса.

Проблема в том, что "твёрдый" водород, даже при 10К, вовсе не твёрдый, и из пушки его можно запустить разве только в очень прочном баке, как жидкость. При этом он имеет плотность в 10–12 раз меньше воды, и бак понадобится большой.

Здесь есть несколько вариантов, как справиться с этой бедой.

Возможно, что проще всего будет запускать воду и кислород из пушки, а водород отдельно, сразу в большом баке, с помощью ракеты на жидком двухкомпонентном топливе; вес водорода составляет всего 9 % от всей массы льда и топлива, и дополнительный расход топлива для его разгона до 3 км/с будет тоже того же порядка, до 10 % от всей массы добываемого топлива, что в принципе приемлемо. Правда, потом надо будет ещё возвращать обратно пустые баки для повторного использования.

Второй вариант, запускать замороженный или жидкий водород всё-таки из пушки, в очень прочных баках. Но этот вариант хуже, так как потом ещё придётся перемещать его в жидком виде из маленьких баков в большие, и снова охлаждать для длительного хранения… в первом варианте, он сразу в большом баке, при минимальной теплоизоляции можно хранить пару лет без затрат на охлаждение (особенно если вначале заморозить).

Третий вариант — везти с Европы только лёд, и хранить на базовых станциях в виде льда, а затем перерабатывать в кислородно-водородное топливо непосредственно перед заправкой рабочих ракет. Идеальный вариант по простоте системы доставки и хранения; но тогда потребуется в 50-100 раз большее энергоснабжение базовых орбитальных станций, для электролиза 4 тонн воды в час, т. е. 20 МВт. При продуктивности солнечных панелей (1 кВт на килограмм веса и 100 м² площади), потребуется дополнительно 20 тонн солнечных панелей, при площади 2 квадратных километра. И несколько десятков тонн оборудования для электролиза и сжижения продуктов. Можно сделать, но сложно и дорого…