Прямоточно-термоядерный межзвездный двигатель: препятствие второе

Публикуется в разделе "К звездам"

22.06.2010. Второе препятствие на пути практического осуществления концепции Роберта Бассарда и постройки прямоточно-термоядерного межзвездного корабля носит более принципиальный характер, чем первое.

Можно еще допустить, что человечество найдет способ зажечь термоядерную реакцию синтеза на протон-протонном цикле и сумеет преодолеть первое препятствие. Но даже если это получится, то все равно корабль, построенный по концепции Бассарда, не сможет даже близко подойти к световому барьеру. Более того, его скорость никогда не превысит 30 000 км/с, то есть одну десятую скорости света.

Максимальная скорость истечения реактивной массы, которую можно добиться в термоядерном двигателе, составляет 30 000 км/с. И это в идеальном случае, если вся масса водорода, поступающего в реактор, прореагирует полностью. Разумеется, практически скорость истечения будет меньше. Но для простоты будем считать, что рабочее тело, то есть, образовавшийся в результате реакции синтеза гелий с массой mг выбрасывается со скоростью vг=30 000 км/с. Поскольку корабль у нас с прямоточным двигателем, очевидно, что масса выбрасываемого через сопло гелия равна массе поступающего во входные заборники межзвездного водорода. Опять таки, для простоты пренебрегаем дефектом массы, возникающим при термоядерной реакции.

Корабль БассардаУскоряющий импульс, передаваемый при этом кораблю: pу=mг·vг.

По мере ускорения корабля увеличивается тормозящий импульс, возникающий от налетающего навстречу кораблю водорода. pт=mв·vк, где vк – это скорость корабля, mв – масса захватываемого заборниками корабля межзвездного водорода. При этом mв=mг. Нетрудно увидеть, что при достижении скорости корабля 30 000 км/с, ускоряющий и тормозящий импульсы сравняются. Суммарный импульс, передаваемый кораблю, станет равным нулю, и вся энергия термоядерного двигателя будет расходоваться на преодоление сопротивления межзвездного газа. Корабль перестанет ускоряться.

Более подробные выкладки по этому вопросу можно прочитать в статье Александра Семенова «Сквозь бассард-барьер на бильярдном звездолете».

Таким образом, скорость 30 000 км/с становится для прямоточно-термоядерного корабля своего рода барьером скорости, преодолеть которую без каких либо ухищрений не удастся. То есть, это препятствие для осуществления концепции Бассарда является принципиальным.

Очевидно, что имеется только один способ преодоления барьера, чтобы ускоряться до околосветовых скоростей – довести скорость истечения рабочего тела до световой. Тут мы вновь приходим к идее фотонной тяги. Но для фотонного двигателя необходимо возить с собой запасы топлива, то есть, вещества и антивещества. Разумеется, такой корабль, в отличие от прямоточки, не будет автономным и будет ограничен в радиусе действия количеством имеющего запаса топлива. В какой-то мере эту проблему пытались решить советские ученые Данилов и Бурдаков.

Хотите что-то добавить или возразить? Вы можете оставлять свои комментарии прямо здесь или вступить в наши группы ВКонтакте или в Facebook и участвовать в обсуждениях