Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям

Уведомления отключены

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

19 декабря 2020, 21:40
3901

Фото © Shutterstock

<p>Фото © Shutterstock</p>

Необычный способ вывода спутников на орбиту позволит сэкономить на пусках ракет, но пока такая технология выглядит фантастической.

Оно стреляет!

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.

Всё строго индивидуально. Военные спутники часто оснащаются внутренними блоками защиты, чаще всего жидкостными. Внутри находится вязкая диэлектрическая жидкость, которая поглощает нагрузки и служит специальной "подушкой" при выводе спутников на орбиту. Но ракета набирает скорость постепенно. Кратковременное увеличение нагрузки в пять и даже десять раз на элементы спутника изучили много лет назад. Для большого спутника такой выстрел будет последним. Микроспутники с примитивными датчиками — единственная возможность использовать такие "пушки"

Томас Йоннсон

Бывший руководитель испытательного центра компании Intelsat

Кольцо вокруг космодрома

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.

Это огромный комплекс. Даже с учётом того, что речь идёт о гораздо более простой технологической установке, это миллиарды долларов. Диаметр кольца, в котором будет разгоняться капсула, в итоге может оказаться в два раза больше, чем в случае с большим адронным коллайдером

Андрей Сульминский

Бывший инженер ЦЕРН, кандидат математических наук

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.

В теории, конечно, всё как с ракетами. Чем ближе к экватору, тем больше масса полезной нагрузки. Я думаю, если построить такой комплекс где-нибудь в Гвиане или там, где сейчас космодром Восточный, то с полутора тонн можно увеличить массу грузов до двух — двух с половиной тонн. Это приличный результат, особенно если учитывать способ выведения

Андрей Новинкин

Инженер-математик, специалист по пилотируемым кораблям

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.

Авторы

Подпишитесь на LIFE

  • Google Новости

Комментариев: 0

avatar
Для комментирования авторизуйтесь!
Layer 1