Как у Жюля Верна. "Роскосмос" может создать пушку для стрельбы спутниками

В середине декабря 2020 года специалисты головного научного института "Роскосмоса" ЦНИИмаш заявили, что могут запускать малые спутники снарядами-носителями из электромагнитных пушек. Разработчики этой технологии не скрывают, что вдохновлялись Жюлем Верном и его научно-фантастическим романом "Из пушки на Луну", опубликованным в 1865 году. В теории достоинств у такой технологии много.

• Во-первых, низкая стоимость выведения. В отличие от ракетных комплексов (например, "Союз" или "Ангара"), не потребуется длительной сборки и миллиардных расходов на производство. Никакого топлива, никакой логистики. Стоимость такого пуска (точнее, залпа) — от нескольких сотен тысяч долларов.

• Во-вторых, возрастает скорость вывода. Построили спутник и хотите отправить его на орбиту уже завтра? Нет проблем. Загружаем космический аппарат в специальный снаряд-капсулу, разгоняем электричеством (как в классическом рельсотроне) и стреляем. Никакой длительной подготовки — время на необходимые процедуры будет измеряться несколькими днями.

Самая простая пусковая конфигурация — рельсотрон на горе высотой в пару километров, "ствол" орудия, специальный снаряд и электростанция с накопителем на 10 мегаватт. Однако есть небольшая проблема. Стрелять из такой пушки получится только космической шрапнелью — кубсатами. Это микроспутники, которые можно "загрузить" в космический рельсотрон, как дробь — в патрон охотничьего ружья. Но скорость снаряда, выпущенного из современного рельсотрона, будет составлять более двух километров в секунду. Переживут ли микроспутники серьёзную (пусть и кратковременную) перегрузку, которая может достигать 20 тыс. G, — большой вопрос. Бывший сотрудник испытательного центра компании Intelsat Томас Йоннсон пояснил, что телекоммуникационное и коммерческое оборудование такую стрельбу может не выдержать.

Другой, более сложный и технологичный способ "стрельбы" спутниками в космос — строительство аналога большого адронного коллайдера. Правда, линейный ускоритель такого типа будет чуть попроще устройства в ЦЕРН.

Кольцевая разгонная вакуумная труба диаметром в несколько километров должна размещаться на склоне горы. Выпускные стволы, устремлённые в небо, будут выводить капсулу со спутником после разгона. Электродвигатель мощностью 20 мегаватт разгонит "снаряд" с полезной нагрузкой в полторы-две тонны до скорости девять километров в секунду — быстрее, чем скорость движения МКС по орбите Земли. На разгон по кольцевой "трассе" понадобится примерно один час — дальше створки пускового ствола откроются, как крышка шахты баллистической ракеты, и снаряд устремится на орбиту.

Бывший инженер ЦЕРН, кандидат математических наук Андрей Сульминский пояснил, что строительство такого объекта может быть сопоставимо с производством ускорителей элементарных частиц.

Учёные говорят, что, несмотря на потенциально высокую стоимость проекта, использование кольцевого ускорителя для вывода спутников может стать настоящей золотой жилой для российской и мировой космонавтики. С учётом того факта, что на подготовку пуска будет требоваться значительно меньше времени, электромагнитный ускоритель может пользоваться спросом и у отечественных, и у зарубежных заказчиков. Полного отказа в пусках сверхмалых ракет (для которых, в отличие от электромагнитной пушки, тоже нужны космодром и стартовая площадка) ждать не стоит, но серьёзное снижение спроса на ракеты может быть делом ближайшего будущего.

Единственная сложность, по словам учёных, состоит лишь в том, где именно строить такой ускоритель. Один из создателей вычислительного комплекса для пилотируемого корабля "Союз" — инженер-математик Андрей Новинкин — пояснил, что в зависимости от количества энергии, поданной на ускоритель, можно "играть" с массой выводимой нагрузки.

Физики, математики и специалисты по ускорителям отмечают, что в теории максимальная скорость на выходе из рельсотрона неограниченна. Всё упирается лишь в надёжность спутников и количество энергии, которую подают на пушку. Если исходить из этих утверждений, то электромагнитная пушка может заменить даже лёгкие и тяжёлые ракеты — от "Ангары" до Falcon 9. Но случится ли это в реальности — большой вопрос.