пространство
„Техника-младост” бр.6-1958 г.с.5
G. И. ПОКРОВСКИ, професор Фиг. А. ПЕТРОВА
В наше време, когато човек наистина започна да навлиза в космическото пространство, прониквайки в него с електромагнитни вълни или изпращайки там ракети и изкуствени спътници на Земята, неизбежно възниква въпросът за усвояването на космическото пространство, за извличането на енергия от това пространство.
Подобно изложение на проблема може би може да предизвика недоумение. В края на краищата, известно е, че космическото пространство е изпълнено с изключително разреден газ, чиято енергия в единица обем е абсолютно незначителна. Разбира се, можем да говорим за използване на енергията на слънчевите лъчи или лъчите, излъчвани от определени звезди. Но радиационната енергия не може да се разглежда като енергията на самото космическо пространство. В крайна сметка може да бъде уловен на Земята, на Луната и на всяка друга планета. В допълнение, радиационната енергия, възприемана от всеки приемник, е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от Слънцето или която и да е звезда. Тази енергия е голяма в близост до светилата. Но далеч от тях, в безбрежните простори на космическото пространство, това става незначително.
Най-важното обаче не е това. Не става въпрос само за наличието на енергия. Необходимо е също така да се вземат предвид възможните начини за неговото практическо приложение.
Най-непосредствената задача на сравнително близкото бъдеще може да се счита за следната. Досега почти всички проекти за космически кораби се основават на факта, че целият запас от енергоносител, необходим за космически полет, ще бъде взет от космическия кораб със себе си, когато стартира. В някои проекти беше предложено, в допълнение към това, да се използва и слънчева радиация, като се концентрира визползване на огледала и превръщането им в топлина, механична работа или електрическа енергия. След това тази енергия може да се използва за изхвърляне на струя от това или онова вещество от ракетата и по този начин да се получи допълнително увеличение на скоростта на ракетата или да се промени посоката на нейното движение. За получаването на такива резултати обаче не е достатъчна само уловената радиационна енергия. На космическия кораб трябва да има и запас от веществото, необходимо за образуването на такъв струен поток. Когато запасите от това вещество се изчерпят, тогава самото лъчение може да даде изключително малко чрез своето светлинно налягане. Това означава, че радиацията на Слънцето и звездите може да бъде практически използвана за задвижване на космически кораб само ако в началото на полета космическият кораб също носи огромна инертна маса от реактивна материя вместо приблизително същото количество конвенционално гориво, което съдържа подходящ енергиен резерв. По този начин излъчването на всички източници на светлина в космоса, макар и да не е напълно безполезно от гледна точка на практиката на близкото бъдеще, все още далеч не е толкова полезно, колкото може да се мисли без анализа, изложен тук. Полученият извод обаче не бива да буди песимизъм. Запасът от налична енергия в космоса се определя не само от радиацията. Космическото пространство, както знаете, е пронизано от различни силови полета. На първо място там действат силите на всемирната гравитация. Тези сили са основните фактори, които определят движението на небесните тела и винаги се вземат предвид при изчисляването на траекториите на космическите кораби. Ако космическият кораб се приближава до някоя планета, тогава гравитацията ще увеличи скоростта на кораба, тоест ще го информира за съответнитедопълнителна енергия. Тази енергия обаче не може да се използва за управление на космически полети. Следователно, за практически цели, самата гравитация не може да има пряко значение като източник на енергия. Но е известно, че освен гравитационното поле в космическото пространство има и други силови полета: а именно електрически и магнитни. Тези полета все още не са достатъчно проучени. Но тяхното присъствие и огромно значение сега не предизвикват никакви съмнения. Например, известно е, че частиците, които носят електрически заряди и образуват космически лъчи, придобиват скорости, близки до скоростта на светлината, и огромна енергия, докато се движат в космическите електромагнитни полета. Тези полета могат да бъдат оприличени на гигантски, свръхмощни ускорители на елементарни частици, създадени в лаборатории по ядрена физика в различни страни през последните години.
Именно тези космически електромагнитни полета могат да се използват за контролиран полет на космически кораб. За целта такъв кораб трябва да има определено оборудване, което все още не е разработено от никого, но чиито елементи вече са проектирани, макар и за други цели.
 |
Схема на движение на звезден кораб, който използва енергията на електрическите полета на космическото пространство. Тъй като е електрически незареден (I), корабът се движи само под въздействието на гравитацията. Електрическите полета на космическото пространство не действат върху него. Изхвърляйки поток от положително заредени частици (протони) с помощта на мощни ускорители, корабът постепенно се зарежда отрицателно и започва да изтегля потока от силови линии на електрическото поле (II) върху себе си и с увеличаването на този заряд се втурва все по-бързо и по-бързо към положително заредената космическа система(III). Цветният раздел показва как може да изглежда такъв космически кораб.
В долния десен ъгъл на раздела е показано в раздел.
Два ускорителя на елементарни частици трябва да се считат за основен елемент на оборудването на този космически кораб. Единият от тях е предназначен да ускорява и изхвърля положително заредени частици - водородни йони (протони), другият - да ускорява отрицателно заредени електрони.
Ако първият ускорител работи, тогава положителният заряд напуска кораба и целият кораб се зарежда отрицателно. Ако корабът е в космическото електрическо поле, тогава той ще се движи към положителния полюс.
Ако ускорителят на електрони работи, тогава, напротив, корабът получава положителен заряд и се втурва към отрицателния полюс. Чрез промяна на знака и големината на заряда на космическия кораб е възможно да се промени ускорението и посоката на движение. Протоните и електроните трябва да бъдат изхвърлени от кораба в открития космос с достатъчно енергия, така че да не паднат обратно върху кораба, тъй като те естествено са склонни да бъдат привлечени от кораба, от който са били изхвърлени.
Ако корабът е разделен на две електрически изолирани части, тогава е възможно, като заредите всяка от тях с един или друг заряд, да преобърнете кораба в космоса. Ако корабът като цяло или негова отделна част се приведе в бързо въртене по един или друг начин и едновременно с това се зареди с електричество от съответния знак, тогава корабът ще се превърне в магнит, който също може да бъде ориентиран по определен начин в космическото магнитно поле.
Силите, възникващи при разглежданите условия, няма да бъдат много големи в значителен брой случаи. Въпреки това, предвид безграничните простори на космическото пространство и възможността за дългосрочно ускорение,Може да се предположи, че електромагнитните полета в междузвездните пространства позволяват да се контролира полета на космически кораб в широк диапазон, поне далеч от масивни небесни тела. Запасите от йонизиращи се материали, необходими за такъв контрол, са много малки. Енергията, необходима за освобождаване на йони, може да бъде получена или от радиация, или от малък запас от гориво (конвенционално или, по-добре, атомно). Енергията на това гориво ще бъде незначителна в сравнение с енергията, която се крие в космическите електромагнитни полета, които могат да се използват за задвижване на космическия кораб.
И така, ние виждаме, че безграничното космическо пространство е не само път към далечни светове, то само по себе си е свят, пълен с недокоснати източници на енергия. В бъдеще ще можем да извличаме енергия не само от вещества, намиращи се на Земята и други планети, не само от въглища, нефт, газ, уран, торий, деутерий и литий (вероятно тритий? - Chl), но и от космическото пространство, в което сега сме започнали да проникваме.