Космическая ракета, хоть и привыкли ее почитать за вершину технического прогресса, в действительности штука несовершенная и расточительная. Судите сами. Массой 3000 т, она способна вывести на орбиту 100-тонный спутник. А какова судьба остальных 2900 тонн? Они... сгорают. Сгорают драгоценные двигатели, уникальная электроника, топливные баки... Сгорает, конечно, и то, что должно было сгореть —2500 тонн топлива и окислителя! Продукты сгорания разрушают озоновый слой, влияют на погоду и проливаются нам на голову в виде кислотных дождей. Но самое печальное, что на разгон спутника—единственную цель, ради которой и горело топливо, расходуется менее 6% его энергии. КПД космической ракеты меньше, чем у паровоза!
Но единственное ли это средство выхода в космос! Наверняка в природе существуют иные пути, более эффективные. Их серьезное изучение началось в 50-е годы. Ученые и инженеры самой высокой квалификации начали проработку проектов электромагнитных пушек, космических аэростатов, солнечных парусов, двигателей на антивеществе...
Особое внимание уделялось методам непосредственного создания тяги с помощью полей — магнитных, электрических, гравитационных.
Даже антигравитация рассматривалась. Но в отличие от читателей и авторов фантастических романов, которым она ясна и понятна, серьезные ученые не нашли к ней сколько-нибудь разумных подходов.
С одним из нетрадиционных путей развития космонавтики мы и хотим вас познакомить, обратившись к работам докторов технических наук И. В. Бурдакова и Г. Н. Данилова. Они были опубликованы. Но книги издавались ничтожными тиражами, а потому найти их нелегко.
Еще в школе нас поражают опыты с притяжением и отталкиванием заряженных тел. Вспомним наэлектризованную в волосах расческу и кусочки бумажек, липнущие к ней, словно на клею. К сожалению, на этом наши эксперименты и обрывались.
Но ведь поверхность Земли тоже имеет заряд. И приходит в голову простая мысль, что если тело сильно зарядить — возникшую силу отталкивания можно использовать и для полета! А построенный на этом принципе летательный аппарат назовем электростатом.
Мысль, надо сказать, не новая. Еще в прошлом веке С. Аррениус полагал, что заряженные споры бактерий за счет электростатических сил способны подняться за пределы атмосферы, а далее под действием светового давления отправиться в межзвездное путешествие. Так, по мнению ученого, и распространилась жизнь — вечная и единая по всей Вселенной. Не будем здесь останавливаться на гипотезе в целом, скажем лишь, что межзвездный электростатический полет пылинок вполне возможен. А значит, вполне реален и наш электростат? Пока еще нет, здесь все не так просто. Дело в том, что площадь, приходящаяся на каждый килограмм массы бактерий, примерно в 10 миллионов раз больше, чем у электростата.
Что произойдет, если бактерия и электростат будут заряжены от одного источника напряжения? Заряд и сила электростатического взаимодействия у бактерии окажется по абсолютной величине, конечно, меньше, чем у электростата, а вот по отношению к весу в 10 миллионов раз больше. Для полете же важна не абсолютная величина силы, ее превышение над весом.
Руководствуясь этим выводом, скажет вдумчивый читатель, надо зарядить электростат от более солидного источника. Верно. Но, к сожалению, он должен развивать напряжение в сотни и тысячи миллиардов вольт. Не будем пока говорить об источнике. Столь сильно заряженное тело немедленно станет притягивать противоположно заряженные частицы. А их в атмосфере всегда много. Возникшая мощная молния тотчас разрядит аппарат. Конечно, за счет больших затрат энергии можно удерживать аппарат в заряженном состоянии Но это будет невыгодно энергетически, а кроме того, постоянно полыхающий электростат может сгореть.
Однако есть выход. Его подсказывают те же авторы И. В. Бурдаков и Г. 'Н. Данилов. Грубо говоря, энергию молний можно использовать для работы самого зарядного устройства или заставить огибать аппарат.
Сможет ли такой электростат совершать космические перелеты? Да, но, конечно, только между заряженными небесными телами.
В космосе применение электростатического эффекта даже очень выгодно. Например, если производить сближение спутников при помощи электрических сил, экономия энергии в сравнении с реактивными двигателями может достигать 100 000 крат!
В трудах ученых пока просматривается лишь физическая возможность электростатического полета. Техническое осуществление сегодня столь же реально, как создание вертолета во времена Леонардо да Винчи. Но технический прогресс идет с каждым днем все быстрее. А потому давайте помечтаем! Построим свой электростат, хотя бы мысленно. И пусть он парит над поверхностью некой обитаемой планеты (см. рис.).
Признаемся, полет нашего аппарата в нижних слоях атмосферы происходит не всегда за счет электростатических сил. Подобный режим хорош только на очень малых скоростях и в момент зависания. Изменяя конфигурацию поля, перераспределяя его в пространстве, электростат не только получает необходимую для поступательного движения тягу, но и управляет потоками обтекающего его воздуха. Словом, приобретает свойства весьма совершенного планера или самолета, чему в немалой степени способствует дискообразная обтекаемая форма.
В верхней части электростата вы видите выступ и вырывающиеся из него яркие лучи. Это пучки заряженных частиц. Каково их назначение? Вспомним, зарядить тело — значит удалить с его поверхности один из зарядов. На электростате работает ускоритель заряженных частиц. Он, грубо говоря, подхватывает лишние заряженные частицы и выкидывает их с аппарата в пространство, да еще с такой скоростью, что обратно они уже не вернутся. Хотим зарядить аппарат положительно, выбрасываем отрицательные частицы, наоборот — положительные. Проходя через воздух, частицы вызывают его свечение — это и есть те самые яркие лучи, что изображены на рисунке.
Детали ускорителя — два полых цилиндра, они заметны внутри выступа, а дальше вниз по оси видим шнур раскаленной плазмы, сплетенный наподобие хитроумной восьмерки. Это — термоядерный реактор. Но не пугайтесь, страшных излучений нет. Он совершенно нового принципа. Еще в конце 60-х годов ученые пришли к выводу, что такой реактор реален. Он основан на соединении ядер бора. Его преимущество — полное отсутствие излучения. Недостаток — необходимость громадных температур, таких, которые и звезды достигают лишь накануне взрыва.
Реактор представляет собой замкнутую полость со сверхпроводящими стенками. Весь его объем заполнен магнитным полем особой конфигурации, которое нашему глазу недоступно, но благодаря его воздействию плазменные шнуры не разрушаются.
Пульсация плазменных шнуров приводит к возникновению электромагнитных -волн. Их улавливают полые цилиндрические элементы ускорителя. «Лишние» для электростата частицы попадают на «гребень» волны и выбрасываются прочь.
Процесс преобразования тепла реактора в электромагнитную энергию происходит при температуре в сотни миллионов градусов. Благодаря этому КПД всего цикла очень близок к 100%. Но законы природы нерушимы. А значит, хоть немного, а он меньше этой цифры. Часть тепла остается неиспользованной. С ним нужно обязательно расстаться, иначе непрерывная работа станет невозможной.
Тепло поступает в нижнюю часть реактора и идет на подогрев плазмы и через устройство, напоминающее прожекторную лампу, уносится в пространство в виде света.
Работа ускорителя приводит к появлению на поверхности аппарата потенциала в тысячи миллиардов вольт. А потому аппарат будет буквально вытягивать из окружающей среды противоположно заряженные частицы. Это не безопасно. И для защиты от их воздействия служит сверхпроводящий зеркальный слой. Он не сплошной, а состоит из микроскопических ячеек. Потенциал каждой из них задается системой управления, а тем самым создается необходимая конфигурация силовых линий электрического поля. Заряженная частица, подлетая к сверхпроводящей поверхности, вызывает в ней вихревые токи и отбрасывается назад.
Оттого вокруг аппарата всегда радужное свечение, напоминающее огни святого Эльма.
Окон аппарат не имеет. Наблюдение ведется через телекамеры. Слева, рядом с реактором за тонкой перегородкой (излучений ведь нет!) у экрана сидит пилот. Сила для управления механизмами в принципе не нужна. Но для удобства, чтобы пилот «чувствовал машину», необходимое сопротивление синтезирует компьютер и передает на рукоятки управления.
Трудно сказать, что может встретиться нам в далеком межзвездном полете: метеорные потоки или даже обстрел ракетами, выпущенными неизвестной цивилизацией. Уберегут от опасностей пучки заряженных частиц. Те самые, что сейчас сбрасываются и пропадают как бы даром. Нужно лишь направить их в заданное место...
Теперь посмотрим на наш электростат извне, глазами стороннего наблюдателя. Что он увидит? Бесшумно плывущий зеркальный металлический диск чечевицеобразной формы, окруженный сиянием. Слышно шипение, треск, запах озона, а снизу — яркий луч.
Сильнейшее электрическое поле выводит из строя окрест всю электронику. Оказавшийся поблизости автомобиль с транзисторной системой зажигания временно останавливается. Да и клеткам мозга воздействие столь сильного поля не проходит даром: обмороки, головная боль, галлюцинации, частичная потеря памяти...
Вам это ничего не напоминает? Ну, конечно, «летающая тарелка», как она рисуется многими очевидцами,
А. ИЛЬИН