А. БЛЕХЕРМАН, доктор технических наук
Известный американский ученый, сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории Военно-воздушных сил США, доктор технических наук Александр Болонкин выступил на Всемирном космическом Конгрессе в Вашингтоне с идеей нового, чрезвычайно простого ядерного двигателя для космических кораблей, который к тому же может выполнить функцию электрогенератора.
Идея двигателя очень проста. На тонкую полиэтиленовую пленку наносится тонкий слой радиоактивного вещества, испускающего протоны. В простейшем варианте двигателя протоны, испускаемые в сторону пленки, поглощаются ею, а протоны, испускаемые в противоположную сторону, уходят в открытое космическое пространство, создавая тягу.
Скорость их очень велика - десятки и сотни тысяч километров в секунду, следовательно, удельный импульс такого двигателя большой, имеет величину, недостижимую для существующих химических, жидкостных ракетных двигателей.
Идея такого двигателя известна давно, но реализовать ее практически было невозможно из-за того, что скорость радиоактивного распада не зависит от физических условий (давления, температуры и т.п.) и управлять ею невозможно. Что вам толку от скоростного автомобиля, в котором отсутствует управление двигателем и который несет вас неизвестно куда.
Доктор Болонкин предложил и обосновал идею, которая позволяет управлять тягой такого двигателя. И более того, использовать избыточную энергию радиоактивного распада для выработки значительной электроэнергии, столь необходимой космическому кораблю.
Он расположил вдоль радиоактивной поверхности тонкие электропроводящие пленки-сетки. Теперь положительно заряженные протоны в зависимости от установленной разности потенциалов либо свободно проходят через такие сетки, либо застревают в них, создавая электрический ток. Тяга такого двигателя может регулироваться от нуля до максимальной величины. Вся избыточная радиоактивность идет на выработку электроэнергии.
Доктор А. Болонкин разработал несколько вариантов таких двигателей. В некоторых из них до 30-50 процентов энергии ядерного распада может превращаться, в зависимости от потребности, в тягу или электричество.
Тяга подобных двигателей сравнительно невелика. Для ее увеличения берется пленка большой площади и разворачивается в парус, имеющий сотни и тысячи квадратных метров площади. Двигатель Болонкина в зависимости от состава радиоактивного слоя способен работать десятки и сотни лет. За это время даже небольшая тяга способна разогнать космический корабль до больших скоростей.
Для получения радиоактивных изотопов могут быть использованы отходы ядерных электростанций. Двигатель использует изотопы, подвергающиеся так называемому альфа-распаду, защититься от которого можно даже листом бумаги. Кроме того, такой радиоактивный парус будет удален от корабля на сотни метров и создаст много меньший радиоактивный фон, чем, например, радиоактивное излучение Солнца.
По сравнению с разрабатываемыми в настоящее время для аналогичных целей электрическими ракетными двигателями, двигатель Болонкина при сопоставимой тяге, отличается чрезвычайной простотой, а главное, не только не требует электроэнергии, а сам вырабатывает ее. Электрические же ракетные двигатели требуют таких мощных источников электричества, что могут быть использованы пока разве что для ориентации космических кораблей.
Надувные батареи
Чем хороши строительные конструкции в космосе? Они не испытывают почти никаких нагрузок от собственного веса и поэтому могут быть очень легкими (а значит, и дешевыми). В недалеком будущем НАСА собирается испытать в космосе надувные солнечные батареи. Точнее, надувными будут не сами батареи, а поддерживающие их балки из тонкой полиамидной пленки.