Вступление. Главные проблемы космонавтики⁠⁠

Эти посты – ответ на новость о ракете Буревестник. Источник на всякий случай.

Для ЛЛ 1: В новости сказано, что РФ сделали компактный изолированный, ядерный реактор, не требующий непрерывного прямого наблюдения и способный работать при весьма интересном наборе условий.

Для ЛЛ 2: Роскосмос те ещё лисы, а у меня очень хорошая фантазия.

Я планирую исключительно научную тему, а не политическую, потому оформляю его полностью отдельно от оригинала.

Для модератора: нас не волнует ни ракета, ни её применение, речь идёт только о двигателе. Это научные посты, не политические.

Если вы плохо знакомы с космической механикой в целом, простите, моя цель не ликбез. Базовые вещи рассказывают в школе, ниже будут мои рассуждения чутка повыше уровнем. Картинок тоже не будет, тут взрослая фантастика, а не детская.

Я очень люблю фильмы и книжки со сложными, длинными и многоуровневыми сюжетами. Чтоб фанаты десятилетиями спорили о деталях. Эдакий СПГС, когда мы делаем какое-то невероятное предположение и ищем любой способ это доказать, либо опровергнуть.

И я сделал такие предположения: фантастическое, сказочное и реалистичное. На основе новости о ракете разумеется, которая считается правдой, пока не доказано обратное.

Фантастика: РФ имеет конкретную и, разумеется, засекреченную космическую программу на пару десятилетий. Не план запусков ракет, а планы разработок вполне конкретных технологий из которых будут эти ракеты будут собирать.

Сказка: научные отрасли РФ не просто работают, а работают продуктивно. И тоже имеют некий засекреченный план ведения разработок на пару десятилетий.

Реализм: ресурсы всё же ограничены. И деньги, и люди. А ещё нужно не допустить утечку технологий, а методы недопущения государство, естественно, не разглашает. Различные ошибки и неудачи системно относим к ещё одному ограничению ресурсов.

Ну и, собственно, новость: в РФ разработали ракету (стальная труба 7,5 на 0,75 метра), способную держаться в воздухе месяцами, при условии, что двигатель у неё «ядерный» (что там не подразумевалось) и других источников энергии она не имеет. Тут уже уточню, что запихнуть ядерную батарейку в корпус ракеты и прицепить к ней же электродвигатель с винтом с изменяемым углом лопастей – не проблема, но предполагаем мы не это.

Для начала о проблемах космоса. А именно о причинах, которые не дают нам построить тот же космопорт на луне в течении, скажем, года. Их четыре.

1. Батут. Способ выведения груза на орбиту. Нужно подбрасывать на верх много. Нужно это делать дёшево. И нужно иметь определённые гарантии результата – подброшенное хотя бы не шлёпнется обратно на Землю.

2. Пинок. Выбросить на орбиту какой-то груз – мало. Нужно доставить этот груз куда-нибудь очень далеко. То есть толкатели. Двигатели. Их сейчас по сути два, по факту ноль. Химический: топливо горит, реактивная струя толкает наше корыто. Жрёт топливо в огромных количествах. Где это топливо взять? Сейчас по сути негде. Второй двигатель электрический, топлива жрёт мало, да. Зато требует таких затрат электроэнергии, что работать нормально, по сути, может только пшиками. Именно ионными двигателями сейчас пинают мелкие спутники туда-сюда. Крупные не пинают – двигатель настолько слабый, что вспоминать стыдно. Улитка ползает быстрее, уж извините за столь некорректное сравнение.

3. Сказки о БТГ. Мало того, что единственный «нормальный» двигатель жрёт просто огромное количество электроэнергии, так есть ещё куча оборудования, которое должно работать. Добыть в космосе энергию тупо негде. Солнечные панели используют только от малого числа недостатков – все остальные способы создают ещё больше проблем. А солнечные панели всего лишь большие, тяжёлые и неэффективные. При чём эффективность у них настолько отвратительная, что любой аппарат, летящий дальше Марса, даже в теории не может ими оснащаться. Но их продолжают везде ставить, потому что у иных источников энергии цена (не только деньгами) ещё выше.

4. Мангал. Проблема тепла. Фильмы врут – космос не холодный, не горячий, не тёплый. Он никакой. Идеальный термос: потери тепла настолько малы, что выть хочется от безысходности. А рабочее оборудование создаёт огромное количество тепла. Для охлаждения нужны либо огромные радиаторы рассеивания (совмещают с солнечными панелями), либо найти способ это тепло вообще не выделять. На пример выключить оборудование. Да, радиаторы это вопрос размера и веса, который частично решится появлением новых двигателей, но проблема то есть и она всех бесит.

Всё остальное решится само по себе, если справимся с этими четырьмя проблемами. Заметьте, речь идёт не о межзвёздных перемещениях и прочей фантастике, а о банальной базе на луне. Она вон, рядом, всего 385’000 км плюс-минус.

Кстати, я просил у ChatGPT какие главные проблемы космонавтики. Он назвал такие пункты (которые я описал относительно своего понимания):

• Гравитация: я упомянул выше, назвав батутом.

• Радиационная защита: обеспечивается большим количеством правильного материала. Да, это ограничение по массе, не более. Опять же батут. Ну и двигатели ещё.

• Длительные космические полеты: снова масса груза. Топливо. Едал. Воздух. Люди.

• Посадка и возвращение на Землю: тепловая защита, парашюты и какой-нибудь двигатель для торможения. И опять масса полезного груза.

• Финансирование: да, деньги, кто ж поспорит.

• Международное сотрудничество: ни у кого нет никакого технологического преимущества. Да, у некоторых есть космодромы и ракетостроение, но это вопросы производства, логистики и финансов, а не технологий.

• Утилизация космического мусора: тут да, создаются некоторые сложности. Но проблема очень сильно преувеличена. К тому же у нас просто нет ни мусоросборщика (его нужно вывести на орбиту и снабжать топливом), ни системы перехвата угроз (другой набор технологий, но и угрозу мусора он тоже решит).