Чтобы понять масштаб технологического вызова, с которым столкнулось человечество, нужно осознать колоссальные расстояния в космосе и оценить, сколько времени займут межпланетные перелёты с использованием современных двигательных систем.
Огромные расстояния и время путешествий
На текущем этапе развития космические технологии человечества всё ещё находятся на начальной стадии. Мы только начинаем создавать многоразовые космические корабли, способные к взлёту и посадке, о чём наглядно продемонстрировала компания SpaceX Илона Маска.
Современные полёты к планетам Солнечной системы требуют огромных временных затрат: путешествие к Венере и Меркурию занимает около 5 месяцев, к Марсу — от 6 до 9 месяцев, а до Юпитера придётся лететь целых 5 лет. Для примера, космический аппарат «Вояджер-2», запущенный NASA 20 августа 1977 года для исследования дальних планет, достиг Сатурна лишь спустя почти 7 лет полёта, а до Нептуна его путь составил 12 лет. О полётах к ближайшим звёздным системам, таким как Альфа Центавра, где могут находиться экзопланеты, с нынешними технологиями и вовсе говорить преждевременно.
Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД)
Жидкостный ракетный двигатель по праву считается одним из величайших достижений научно-технического прогресса. Несмотря на то, что с момента первых испытаний ракет на жидком химическом топливе прошло уже около 90 лет, эта технология остаётся основной и наиболее отработанной для вывода полезных нагрузок на орбиту и за её пределы.
Электрический ракетный двигатель (ЭРД)
Электрические ракетные двигатели демонстрируют принципиально иной подход. Их ключевое преимущество — чрезвычайно высокая скорость истечения реактивной струи, которая в разы превышает аналогичный показатель химических двигателей. Однако главная проблема ЭРД заключается в очень малом расходе рабочего тела (газа), что приводит к крайне низкой силе тяги — она может быть в сотни тысяч раз меньше, чем у ЖРД. С другой стороны, такие двигатели могут работать непрерывно в течение очень длительного времени (месяцев и даже лет), что делает их идеальными для коррекции орбит и длительных межпланетных миссий.
Ядерный ракетный двигатель (ЯРД)
Ядерный ракетный двигатель представляет собой следующий потенциальный скачок в космическом propulsion. Одним из известных примеров является советский двигатель «ИР-100» (или «ИРГИТ-100»), который был создан и испытан в рамках секретных программ. В таких двигателях ядерный реактор нагревает рабочее тело (например, водород) до огромных температур, что позволяет достичь значительно более высокой скорости истечения и эффективности по сравнению с химическими системами.
Заключение
Подводя итог, можно констатировать, что освоение космических пространств с существующими технологиями двигателестроения сопряжено с колоссальными трудностями и временными затратами. Это делает межзвёздные путешествия пока что недостижимой мечтой. Однако развитие новых типов двигателей, таких как ядерные или перспективные фотонные, даёт надежду на то, что в будущем человечество сможет преодолеть эти барьеры.
Спасибо за внимание!