Юный техник, 2010 № 04

Старт современного космического корабля — зрелище эффектное, но неэффективное. От рева двигателей дрожит земля, огненные струи бьют вниз, и вот огромная многоступенчатая ракета медленно, словно бы нехотя, отрывается от стартового стола, с трудом преодолевает земное тяготение…

До орбиты же добирается около 3 процентов(!) первоначальной массы — все остальное попросту сгорает. Получается, что КПД ракеты хуже, чем у паровоза. Потому и стоит доставка на орбиту 1 кг полезного груза порядка 20 000 долларов, а полет на орбиту космического туриста обходится ему около 20 млн. долларов. Нельзя ли подешевле?

Есть ли иные способы космических стартов? Есть!

Еще в 30-е годы XX века один из первых советских научно-фантастических фильмов «Космический рейс», научным консультантом которого был классик отечественной космонавтики К.Э. Циолковский, показывал старт, который сам Константин Эдуардович описывал так: «Поезд, положим, из пяти ракет скользит по дороге в несколько сот верст длиною, поднимаясь на 4–8 верст от уровня океана»… Еще более наглядно начало космического путешествия описано в научно-фантастическом романе «Звезда КЭЦ» Александра Беляева.

По склону горного пика проложена железнодорожная трасса. Берет свое начало она еще на равнине и, постепенно становясь все круче, обрывается на вершине горы едва ли не вертикально. На этот стальной путь и устанавливают ракетный поезд, состоящий из нескольких ступеней-вагонов. При этом классика пришлось поправить. Если Циолковский полагал, что первой должна начинать свою работу ракета, стоящая, подобно паровозу, во главе поезда, то логичнее ставить «толкача» в конец состава. Иначе куда ему деваться, когда топливо в данной ступени закончится? А тут отцепился — и порядок, состав пошел дальше…

Следующий шаг в развитии этой идеи предпринял изобретатель из Самары, специалист по ракетно-космической технике В.Н. Пикуль. В 1997 году он прислал нам описание своего проекта, над которым работал добрых три десятка лет.

В 70-е годы В.Н. Пикулю довелось принять участие в создании двигателей для знаменитой «лунной ракеты» Н-1. При этом конструктор обратил внимание на ряд ее недостатков. Для заправки ракеты жидким кислородом (а в последнее время и жидким водородом) необходимо строить не только заводы по получению топлива, но и специальные хранилища, дабы избежать испарения сниженных газов.

Кроме того, вертикально стартующая ракета обладает малой устойчивостью, особенно в первые секунды полета. Для создания компенсации неустойчивости приходится использовать связки из нескольких параллельно работающих двигателей, предусматривать системы регулирования и управления вектором тяги. А все это отрицательно сказывается на габаритах и обтекаемости ракеты. Да и надежность такой системы не очень велика, что и продемонстрировали первые испытания Н-1.

И тогда Валентин Николаевич предложил построить ракетодром в Антарктиде. Здесь, в царстве вечных льдов, довольно просто оборудовать криогенные хранилища для сжиженных газов. Упрощается и сама система запуска.

«Особенность моего способа состоит в медленном разгоне особой платформы с ракетой на борту по ширококолейному железнодорожному спуску, — писал Пикуль. — Когда же скорость возрастет, состав плавно переходит на горизонтальный путь, а потом начинает и подъем по гиперболе. Наконец, ракета стартует практически вертикально, используя мощь собственных двигателей…»

Перегрузки при этом, показывают расчеты, будут нарастать не столь резко, как при обычном вертикальном старте. Меньше и энергетические затраты на вывод ракеты на орбиту — начальный разгон ей придают силы гравитации.

Наконец, строительство подобного старта — а предстоит проплавить тоннель нужного профиля в многокилометровых льдах — обойдется дешевле, чем сооружение эстакады высотой в 2100 м, как это предлагают сейчас японские конструкторы, или прокладка трассы по склону горы, как то собираются сделать американцы.

Правда, американцы, опираясь на патент британского профессора Эрика Лейтвейта, собираются отказаться от колес, заменив их магнитной подвеской.