Космос для не космонавтов

Суть технологии максимально проста: включение одинаковых по полюсам магнитов отталкивает состав от дороги, а разных – притягивает. Электромагнитное поле удерживает состав над дорожным полотном, оно же толкает его вперёд, ведь благодаря быстрому попеременному включению магнитов создаётся постоянный зазор между полотном со сверхпроводящими электромагнитами и поездом. Поскольку трение в данном случае полностью отсутствует, маглевы способны разгоняться до 500–600 км/ч.

Всё бы ничего, вот только технология эта убыточна. Согласно открытым данным, шанхайский маглев-аэроэкспресс, который в коммерческой эксплуатации находится с 2004 года, приносит ежегодный убыток в 93 млн долларов.

Прежде чем перейти к термоядерным реакторам, с которых начался рассказ про сверхпроводники, стоит отметить, что эта технология вполне может найти применение непосредственно в ракетно-космической отрасли, ведь в ней даже дорогой проект вроде создания космического маглева может привести к удешевлению доставки грузов на орбиту.

В космос на левитирующем поезде

Довольно часто можно услышать, что «химические двигатели себя изжили», поэтому человечеству нужен новый способ отправки в космос. Так считает и Джеймс Пауэлл, основатель проекта Startram, «космического поезда» (или «космического трамвая»), по словам которого благодаря маглеву космос станет настолько доступен, что в нём каждый год смогут побывать до 4 млн человек, а отправка грузов вообще станет чуть ли не дешевле, чем почтой. Первая полноценная отправка полезной нагрузки ожидается в 2032 году.

«Космические поезда» должны будут передвигаться по гигантскому магнитному вакуумному тоннелю, выход с плазменным окном (для удержания вакуума) из которого будет располагаться на высоте порядка 20 км. Скорость такого состава, согласно расчётам, сможет достигать фантастических 32 000 км/ч. Для выхода путешественников предназначено плазменное окно, находящееся в верхней части конструкции.

По словам создателя концепции, грузовая модификация Startram потребует инвестиций порядка 20 млрд долларов, что в общем-то совсем немного. К тому же, по словам Пауэлла, проект быстро окупится, так как стоимость доставки грузов на орбиту в итоге упадёт до 40 долларов за килограмм.

Разумеется, есть и вопросы к проекту, самый большой из которых касается отправки на орбиту людей в таком «поезде». Ускорение будет приводить к перегрузкам в 30 g, которые не выдержит ни один человек, а для достижения приемлемых 2–3 g потребуется создать тоннель пассажирского поезда протяжённостью в 1 500 км, с выходом на высоте около 270 км, то есть уже на орбите (зато с вакуумом проблем почти не будет).

Помимо прочего, расчёты скептиков показывают, что для такого проекта потребуется довольно мощный источник питания, создание которого приведёт к удорожанию проекта в 3 раза – до 60 млрд долларов, на что Пауэлл отвечает, что лунная программа США стоила намного дороже, а тут речь о серьёзном удешевлении доставки грузов на орбиту Земли (повторюсь, 40 долларов за килограмм против, скажем, 2 500 долларов, которые берёт Space X). А по поводу источника энергии Пауэлл говорит просто: «Он у нас под рукой – это солнечная энергия». Об этом чуть ниже.

К слову, китайцы совсем недавно представили проект космического транспортного средства, запускаемого, судя по всему, с помощью электромагнитной катапульты. После запуска на определённой высоте включается двигатель, с помощью которого транспортное средство выходит в суборбитальное пространство. Посадка осуществляется по «самолётному» типу. Подробностей немного, но важен сам факт того, что работа в этом направлении уже ведётся.

Термоядерные реакторы

Разумеется, специалисты, разрабатывающие термоядерные реакторы, ждут прорыва в области сверхпроводимости, так как без него, будем откровенны, не очень много шансов на промышленное освоение термояда.

Уверен, вы уже поняли, что сверхпроводники тут необходимы для создания магнитной ловушки, в которой будет удерживаться «искусственное Солнце», дающее доступ к безграничной и дешёвой энергии. Повторюсь, что, если не окружить плазму сверхпроводниковыми магнитами, генерирующими мощные поля, она не будет удерживаться в заданном объёме и просто прожжёт стенки реактора.

К слову, в международном проекте по созданию прототипа термоядерного реактора ИТЭР именно Россия отвечает за поставку во Францию сверхпроводящих кабелей для «укрощения» плазмы. Предполагается, что первые испытания магнитов состоятся во время пробного запуска реактора в 2025 году.

Возможна ли сверхпроводимость без охлаждения?

Думаю, каждый уже задался этим вопросом. Несмотря на более чем вековую историю сверхпроводимости, главная мечта всех физиков и инженеров – комнатная температура сверхпроводимости, которая откроет ей дорогу в повседневный быт и по сути ключ к передаче энергии без потерь, левитирующим космическим поездам, лунным лифтам и другим атрибутам научной фантастики, – пока не достигнута.