Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка

На эстакаде размещается вакуумная разгонная система. Из чего она состоит? Прежде всего это прочная, диаметром несколько десятков сантиметров металлическая труба длиной в окружность Земли — 40 тыс. км. Через специальные окна в неё на всю длину помещают другую трубообразную конструкцию, начинённую контейнерами с полезной нагрузкой. Это ротор. Он также равен длине экватора.

По окончании загрузки из большего трубопровода с помощью высокопроизводительных насосов откачивается воздух, между трубами создаётся чрезвычайно высокое разрежение, почти полный вакуум.

Вдоль вакуумированной трубы на эстакаде идёт статор линейного электродвигателя. Здесь же специальная магнитная система, при включении которой ротор-кольцо с полезным грузом, предназначенным для выведения в космос, отрывается от стенки трубы и зависает в её центре. Эта система магнитного подвеса и удержания — подобная тем, что испытываются на современных поездах на магнитной подушке, — исключает возможность касания ротором стенок трубы на участках её изгиба, например, когда эстакада пересекает впадину или возвышенность.

Теперь давайте посмотрим, как эта удивительная машина действует. Кольцо ротора, как мы помним, своеобразным поясом плотно охватывает поверхность Земли. А теперь предположим, что длина окружности этого кольца начнёт увеличиваться. Что при этом произойдёт? Соответственно начнёт расти и диаметр кольца, оно начнёт отрываться от поверхности Земли, тем больше удаляясь от неё, чем больше станет разница в длинах окружностей.

— Но ведь кольцо стальное, не резиновое, — резонно скажете вы. — Как же может оно растягиваться? И какая сила его растянет?..

Верно — не резиновое. Но ведь растягиваться может и сталь. И не так уж мало — на 12–35 процентов от своей первоначальной длины. Расчёт же показывает: чтобы каждая точка планетарного кольца удалилась от его поверхности на 100 км, вполне достаточно, если длина его окружности возрастёт всего лишь на 1,6 процента.

А растянуть кольцо могут центробежные силы, которые появятся, если его раскрутить.

Теперь, когда мы немного разобрались в теории, давайте посмотрим, как всё это может выглядеть на практике.

Корпус ротора надо сделать двойным: наружный слой — из металла высокой проводимости: меди, алюминия, а ещё лучше — из сверхпроводящего материала; внутренний — из стали или другого прочного материала.

Статором же этого всепланетного электродвигателя, как мы говорили, послужит эстакада. Именно на её обмотки будет подан переменный ток, который породит бегущее вдоль ротора магнитное поле. Оно наведёт в его наружном слое поперечные электрические токи, взаимодействующие с бегущим магнитным полем статора. В результате возникнет сила, направленная по продольной оси ротора. Находящееся в вакууме кольцо придёт в движение.

Каждый его погонный метр, согласно расчёту, имеет вес 20–30 кг; стало быть, общая масса разгоняемого кольца составляет около миллиона тонн. Поэтому время разгона «вселенского поезда» до первой космической скорости будет значительно: в зависимости от мощности источников электропитания оно может составить от нескольких дней до 2–3 недель. Но, представим, нужная скорость достигнута.

Притяжение Земли и центробежные силы уравновешены; для ротора-кольца наступила невесомость. Однако линейные электродвигатели продолжают разгон. Центробежные силы растут, ротор стремится к подъёму, но система магнитной центровки продолжает удерживать его от касания — теперь уже с верхней частью трубы.

Давление по мере дальнейшего разгона всё нарастает и нарастает. И вот наконец достигнута стартовая скорость — 10 км/с! Отключаются источники электропитания, отходят в сторону державшие вакуумированную трубу замки, и она с несущимся внутри кольцом отрывается от эстакады и начинает уходить вверх, движимая центробежными силами.

«А если электропитание ненароком отключилось? — спросите вы.— Тогда магнитный подвес перестаёт работать, ротор рвётся кверху, касается трубы и — авария: мгновенно плавятся стенки, нарушается вакуум!..»

Нет, этого не случится. Чтобы излишне не загромождать техническое описание разгонной системы, мы намеренно опустили одну деталь. Кроме ротора, в большей трубе — на её внутренних стенках — имеется устройство автономного магнитного подвеса. Его питание происходит за счёт частичного торможения ротора в процессе подъёма всей конструкции: кинетическая энергия трансформируется в электричество. Так что центровка продолжает сохраняться.

И вот планетарных размеров «бублик», растягиваясь, продолжает удаляться от земной поверхности. Но герметичность его сохраняется — ведь удлинение конструкции, как мы помним, относительно небольшое, чуть больше процента, и никаких перенапряжений вакуумная оболочка не испытывает, воздух в неё не проникнет.

Когда же атмосфера остаётся внизу, срабатывают пирозаряды, оболочка раскрывается, подобно двустворчатой ракушке, и её фрагменты опускаются на парашютах для повторного использования. Освобождённый ротор, растягиваясь далее, продолжает набирать высоту.