Судьбы научных проектов: гравилёт

Судьбы научных проектов: гравилёт

Развитие космонавтики и космических полётов напрямую связана с типом двигателей, применяемых на космических аппаратах. Ряд факторов

накладывают дополнительные ограничения на применение создаваемых аппаратов. Это временной фактор и проблема топлива.

На заре развития космонавтики возникло много неожиданных и интересных проектов, по своему решающих эти две проблемы. И не всегда

принцип работы двигателей основан на реактивном движении. Например, гравилёт.

Один из проектных вариантов

орбитальных городов будущего

Среди проектов необычных космических двигателей будущего необходимо отметить гравилет, идея которого принадлежит советским ученым В. Белецкому и М. Гиверцу.

Представьте себе космический аппарат в форме гантели, ось которой перпендикулярна к прямой, соединяющей ее середину с центром Земли. На каждый шар гантели действует сила, направленная под некоторым углом к ее оси. Геометрическая сумма этих двух сил, строго говоря, меньше силы, с которой Земля действовала бы на оба шара гантели, если бы они слились в один шар. Разница, конечно, очень невелика, но она существует. Иначе говоря, вытянутость тела, его отличие от материальной точки как бы создает добавочную отталкивающую силу.

Если гантелевидный аппарат снабдить устройством, позволяющим раздвигать или сближать шары космической гантели, то получится гравилет — космический аппарат с «двигателем», работающим только за счет тяготения! В самом деле, раздвигая шары, можно удаляться от Земли, а сближая их, наоборот, приближаться к нашей планете.

Расчеты показывают, что даже при покоящихся шарах космическая гантель будет двигаться по сложной орбите, напоминающей пульсирующий эллипс с периодически меняющимся сжатием. Когда расстояние гантели от Земли минимально, также минимален и эксцентриситет. Наоборот, при наибольшем удалении гантели от Земли и эксцентриситет ее орбиты становится наибольшим.

Если в самой удаленной точке орбиты сжать гантель, сблизить до соприкосновения ее шары, гантель станет обращаться вокруг Земли практически как материальная точка, то есть по кеплеровскому эллипсу с постоянным эксцентриситетом. Если в перигее, ближайшей к Земле точке орбиты, быстро расширить гантель, тогда «отталкивающая» сила приведет ее не в прежний апогей, а в точку, более удаленную от Земли. Повторяя много раз эти операции, можно заставить гравилет удалиться от Земли по раскручивающейся спирали.

Таков принцип работы гравилета. Технически же осуществить этот проект нелегко. Чтобы заметно проявился отталкивающий эффект, длина гантели должна быть очень велика. Так, например, при длине в 2 км космическая гантель наберет описанным выше способом параболическую скорость только .за 20000 лет.

Расчеты показывают, что при длине в 200 км разгон до параболической скорости займет два года, а гравилет длиной в 2000 км достигнет той же скорости всего за полтора часа! Правда, такие размеры космического аппарата кажутся сегодня нереальными.

Гравилеты будущего могут оказаться более простыми и дешевыми, чем ионные и плазменные двигатели малой тяги.

Между прочим, не обязательно при полете заставлять сжиматься и разжиматься, то есть «пульсировать», весь гравилет. Достаточно внутри неизменного корабля устроить пульсацию некоторой массы жидкости. Можно применить и другой прием — поворачивать в нужные моменты (с помощью, скажем, маховиков) гантелевидный корабль к центру притяжения (например, к Земле). Принцип при этом остается прежним — изменение положения корабля меняет и силы, на него действующие. Все эти проекты, конечно, пока еще очень далеки от .осуществления.

Примечание:

Использован материал книги В. В. Белецкого «Очерки о движении космических тел».