Как перестать бояться и полюбить формулу Циолковского

У космонавтики сложная судьба, особенно на территории страны запустившей первый спутник и Гагарина. Изначальный период безудержного оптимизма сменился не менее безудержным пессимизмом в результате застоя в пилотируемой космонавтике, начавшегося после окончания "Лунной Гонки". Сейчас ситуация начинает медленно и печально выправляться, но именно медленно и печально. Что и стало побудительным мотивом написать эту книгу. Одним из.

Так получилось что я с детства интересовался длинными твердыми штуками - ракетами космического назначения. Были у меня дома добытые еще отцом при историческом материализме книги "Заботы космического архитектора" (детская!), "Электрические межпланетные корабли" Гильзина и прочие Варваров с Фертреттами. Книги хорошие, понятные, но устаревшие. Во-первых производство топлива из местных ресурсов в них практически не рассматривалась, а очень похоже что именно эта технология станет локомотивом человеческой экспансии в космос. Во-вторых не рассматривался вопрос что именно можно добыть в этом самом космосе полезного и как там жить на постоянной основе. Равно как и вопрос войны в космосе небезынтересный современной публике и полностью игнорировавшийся в научпопе 60-70х годов.

При чем тут вынесенная в заглавие формула Циолковского? Напомню, она выглядит так:

M0 = M*exp(dV/W)

Где dV - желаемое приращение скорости, W - скорость истечения газов, M - конечная масса ракеты, M0 - начальная масса. Согласно этой формуле масса ракеты растет экспоненциально от требуемого приращения скорости. Именно этот рост массы гипнотизировал людей 60х годов вынуждая искать способы борьбы с ним. Причем путь для этого виделся только один - повышение скорости истечения. Что вело к мечтам о ядерных, электрических и анамезонных двигателях.

Но экспонента - штука обоюдная. Даже небольшое снижение dV/W ведет к непропорциональному уменьшению M0. Кроме того, в ряде случаев есть возможность не только повысить W, но и снизить dV. В работах "шестидесятников" по умолчанию подразумевалось что пилотируемый межпланетный корабль везет топливо на путь в оба конца что увеличивало dV грубо вдвое, что крайне неприятно для жидкостных двигателей. Однако большую часть топлива жидкостного ракетного двигателя составляет кислород, который в связанном виде присутствует на любом небесном теле. Чуть реже, но тоже достаточно часто в космосе присутствует вода которую можно разлагать на кислород и водород - хорошее годное ракетное топливо, еще дедушка Циолковский рекомендовал. И мы видим что если нам нужно просто долететь до Марса и вернуться обратно по энергоэффективным траекториям - ЖРД (жидкостный ракетный двигатель) не так уж и плох. А ЖРД уже давно есть и нужно просто сделать ракету по-больше и желательно по-многоразовей.

Но чтобы смело идти туда где не ступала нога человека с опорой на топливо из местных ресурсов нужны были исследования Солнечной автоматическими зондами, давшие информацию о наличии воды. И развитие кибернетики достаточное для развертывания топливного завода в автоматическом режиме. Так и не взлетевшие ядерные межпланетные корабли судя по всему будут заменены роботами-бурильщиками добывающими воду для "старомодных химических ракет". Ядерным же технологиям предстоит сказать свое слово в космонавтике позже и вполне возможно уже с приставкой "термо".