Роскосмос. Над новым транспортно-энергетический модулем (ТЭМ) с ядерной энергодвигательной установкой работают российские ученые и конструкторы, проект многообещающий. Потому что не на проценты, а в 20-30 раз (!) увеличивает достигнутый уровень энергообеспечения космических аппаратов и обеспечивает десятикратную (на единицу веса) экономию топлива маршевой двигательной установки.

НАСА. Исследователи из Вашингтонского университета (UW) и университета Редмонда (University of Redmond) намерены построить ракету с термоядерным двигателем, то есть энергия будет появляться в результате реакции синтеза ядер, а не расщепления, как при уже освоенной людьми ядерной реакции.

Термоядерную реакцию запустить достаточно просто. Для этого понадобится сильное магнитное поле и мощный разогрев, например, под действием лазера. В крайнем случае можно использовать обычную ядерную бомбу, которых на Земле уже девать некуда. Однако контролировать и поддерживать цепную реакцию крайне сложно.

Впрочем, основы теории управляемой термоядерной реакции еще в прошлом веке разработали советские физики А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм. Они обрисовали метод удержания плазмы с помощью магнитного поля. Суть его заключается в следующем: пропущенный по обмоткам индуктора электроток создает полоидальное поле (такое, что направлено вдоль линий, проходящих через полюсы сферической системы координат), которое разогревает и поддерживает плазму. При этом она не должна контактировать со стенками камеры, так как и в те времена, и сейчас еще нет материалов, которые могли бы выдержать такую температуру.

Магнитное удержание и разогрев плазмы осуществлялся в тороидальной камере с магнитными катушками (токамак). В нем в 1956 году сотрудники Института атомной энергии имени И. В. Курчатова разогрели плазму до 10 миллионов градусов, чего достаточно для начала термоядерной реакции. А их американские коллеги разработали метод

инерционного удержания плазмы. При нем в так называемых импульсных системах термоядерный синтез запускается нагревом дейтерия и трития сверхмощными лазерами или же пучками высокоэнергичных частиц.

В то же время одной из основных проблем технологического использования термоядерной реакции до сих пор остается то, что имеющиеся методы не обеспечивают энергетический выигрыш, то есть превышения количества полученной энергии над объемом затраченной для запуска и поддержания процесса. В отличие от деления, которое применяется при ядерной реакции, синтез подразумевает столкновение ряда атомных ядра под внешним давлением. Оно должна быть таковым, чтобы преодолеть силы кулоновского отталкивания между одинаково заряженными ядрами. Это приводит к формированию нового ядра и высвобождению огромного количества энергии. Но как американца будут решать проблему затраты огромного количества энергии на поддержание реакции?

Впрочем, следует заметить, что теоретические основы подобного метода уже имеются. В прошлом году американцы представили просчитанную компьютером концептуальную модель, которая позволяет получить энергетический выигрыш, соединив два подхода. Местом проведения реакции должен стать нагреваемый лазером цилиндр, где образующуюся плазму помещают в магнитное поле. Это поле позволяет образуемым в результате реакции частицам не уходить из синтеза, а оставаться на месте, что сохраняет высокой температуру дейтериево-тритиевой плазмы. К тому же при подобном подходе появилась возможность постоянно возобновлять термоядерную реакцию, что существенно снижает внешние энергозатраты на ее поддержание. Не исключено, что эти решения и планируется использовать в термоядерном двигателе.

В финансируемом агентством NASA проекте создания космического носителя с термоядерным двигателем реакция будет вызываться специальной магнитной конфигурацией поля, которое будет воздействовать через гранулы дейтерия и трития, а также литиевые кольца, которые будут сжиматься вокруг гранул. Благодаря этому давлению будет запущена термоядерная реакция, результатом которой становится взрыв, энергия которого канализируется и толкает ракету. Взрывы будут происходить каждые 10 секунд, то есть ракета будет двигаться толчками, разгоняясь до тысяч километров в час, а расход топлива при этом будет минимальным.

Предполагается, что такая ракета долетит до Марса всего за 30 дней, что делает миссию на Красную планету уже более реальной. Собирать такой носитель имеет смысл на орбите, откуда и можно стартовать к Марсу. Все это обойдется в миллиарды долларов, однако успех мероприятия откроет перспективы постепенного освоения ближайших планет Солнечной системы.

Альтернатива - антигравитационные двигатели (или просто гравитационные двигатели). На малом космическом аппарате "Юбилейный" ученые РФ проводят эксперимент по преодолению гравитации с помощью принципиально нового двигателя под названием "гравицапа", сообщил директор и научный руководитель Научно-исследовательского института космических систем имени Максимова, генерал-майор в отставке Валерий Меньшиков. 

По словам Меньшикова, двигатель разрабатывается для космического аппарата "Союз-Сат-О", входящего в многофункциональную космическую систему (МФКС) Союзного государства России и Белоруссии. Этот двигатель "абляционный", в нем "под действием высоковольтного разряда происходит испарение рабочего тела – фторопласта и образуется тяга".

"Устройство для непрерывного передвижения без расхода рабочего тела уже прошло испытания в земных условиях", – сказал Меньшиков.

Условно разработку назвали "гравицапа" (как в знаменитом фильме Георгия Данелии "Кин-дза-дза"). "Он предназначен для любого космического аппарата, особенно для наноспутников. В этом случае масса движителя будет снижена до нескольких десятков граммов. Главное сейчас доказать, что он работает", – сказал Меньшиков.

- Сразу внесу ясность: мы не изобретаем вечный двигатель. Для космического аппарата «Союз-Сат-О», входящего в многофункциональную космическую систему (МФКС) союзного государства России и Белоруссии, мы разрабатывали сразу четыре типа новых двигателей: лазерно-плазменный, водяной, инерционный и абляционный. Последний мы создаем совместно с действительным членом РАН (отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов управления) Гарри Алексеевичем Поповым. В этом двигателе под действием высоковольтного разряда происходит испарение рабочего тела -- фторопласта и образуется тяга. Именно он и будет установлен на «Союз-Сат-О».

- Как далеко вы продвинулись в создании двигателя без выброса реактивной массы?

- Сначала мы проводили эксперимент с ртутью. Получили очень хороший результат. Но, к сожалению, ртуть опасна и капризна, поэтому мы перешли к экспериментам с массивными твердыми телами, которые движутся по определенной траектории то с ускорением, то с замедлением. Устройство для непрерывного передвижения без расхода рабочего тела уже прошло испытания в земных условиях.

- Вы ему дали название?

- Условно - «гравицапа» (как в знаменитом фильме Георгия Данелии "Кин-дза-дза". - Ред.). Он предназначен для любого космического аппарата, особенно для наноспутников. В этом случае масса движителя будет снижена до нескольких десятков граммов. Главное сейчас доказать, что он работает.

- Получается?

- В мае 2008 года с космодрома Плесецк ракета-носитель «Рокот» вывела в космос малый космический аппарат «Юбилейный». На нем и установлена «гравицапа». В течение полутора лет отрабатывались новые приборы и системы. Недавно эти эксперименты закончились, и мы наконец смогли приступить к испытаниям своего движителя. Он проработает не менее 15 лет, а максимальное число включений может достичь 300 тысяч.

- Как родилась идея создать «гравицапу»?

- Примерно в 2000 году ко мне пришел Спартак Михайлович Поляков -- ученый и талантливый инженер. В одном из стихотворений, написанных за несколько месяцев до смерти, он отождествлял себя с «межзвездным странником». Всю жизнь он работал над созданием гравитационного двигателя. Вместе с сыном Олегом Поляков попытался дополнить механику Ньютона простым уравнением, связывающим вращательное движение массы с ее собственным гравитационным полем. Я увидел у Полякова, что есть некая сила, которая позволяет поддерживать в подвешенном состоянии конструкцию весом 40 кг, и понял, что надо заниматься этой проблемой.


- Однако Ньютон, как известно, не нашел источник поля всемирного тяготения.

- Как ученый я отлично понимаю, что потенциал химических двигателей исчерпан. На нем к далеким планетам мы не долетим. Нужно делать что-то другое, использовать гравитацию, ядерную энергию или резонансный двигатель либо что-то еще - вариантов много.

- Член комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований президиума РАН академик Евгений Александров как-то сказал: «Новые открытия не могут отрицать того, что уже заведомо известно»...

- Основой нового способа перемещения является неукоснительное соблюдение закона сохранения энергии и преобразования ее из одной формы в другую с неравновесным перераспределением кинетической энергии поступательного движения между частями системы. В этой части физики я не отрицаю того, что уже всем известно. Но я работаю еще и в той области, где никому ничего не известно.

В нашей стране всегда проявляли немалый интерес к гравитации. Еще в 1960 году вышло закрытое постановление Совета министров СССР и ЦК КПСС, где перед наукой ставились, в частности, задачи: разработать новые источники энергии и новые принципы получения тяги без выброса массы. Если с первой задачей наука худо-бедно справляется, то в решении второй топчется на месте.

- Говорят, на свою "гравицапу" вы потратили миллиарды рублей Минобороны...

- Все наши исследования мы выполняли, можно сказать, на общественных началах. Экспериментальные установки делали энтузиасты своими руками. Можно сейчас вновь посчитать стоимость истраченных на эксперименты киловатт-часов, полос железа и электромоторчиков. Сумма невелика и взята из прибыли, полученной нами от выполнения основной работы. Наш двигатель сейчас остался последним работающим агрегатом на платформе малого космического аппарата «Юбилейный». Настало время проверить его в космических условиях.

- Ваши разработки кого-нибудь интересуют?

- Меня официально приглашали в США, Таиланд, Швецию, чтобы я продолжал там работать над созданием двигателей на новых принципах получения тяги без выброса массы. Но за десятилетия службы в армии (от командира взвода на космодроме до начальника космодрома и начальника института) я сроднился с мыслью, что работать надо в своей стране, поэтому всерьез не рассматривал эти предложения.

- Над чем сейчас работает ваш институт?

- У нас четыре основных направления: обеспечение запусков ракет «Протон» и «Рокот», создание многофункциональной космической системы союзного государства России и Белоруссии, космическая навигация, диагностика стартовых и технических комплексов на космодромах, а также строительных зданий и сооружений.

Впрочем, у меня большие сомнения в том, что мы при таком оголтелом отпоре людей, не желающих дерзать, добьемся успеха, но пробовать надо. Если бы у нас были деньги и время, я уверен, мы бы уже имели новый двигатель для космических аппаратов.