Новые проекты освоения космоса информационной группы «Космическая экспансия».

15 октября 2013, 20:48
0
309
Новые проекты освоения космоса информационной группы «Космическая экспансия».

Группа энтузиастов, объединенных стремлением ускорить освоение людьми космического пространства и наступление новой космической эры, за счет новых подходов, публикует свои первые проекты.

 Информационная группа «Космическая экспансия», предлагает альтернативные направления освоения космоса.

 

 Группа энтузиастов, объединенных стремлением ускорить освоение людьми космического пространства и наступление новой космической эры, за счет новых, альтернативных подходов, публикует свои первые проекты.

 Группа «Космическая экспансия», состоит из нескольких человек, энтузиастов, ясно осознающих судьбоносную близость перехода человечества в новый, космический период своего развития. В последние десятилетия, космос стал близким и доступным, но в то же время, колонизация космоса по-прежнему считается далекой и не достижимой, футуристической мечтой. Будущая космическая экспансия человечества, сможет не только сделать реальностью мечты романтиков, но и даст без преувеличения фантастические перспективы для развития прогресса во всех областях. Вместе с переходом на космический уровень, мировая цивилизации перейдет в новое качество, знакомое сейчас, только по прогнозам футуристов и произведениям фантастов. 

 Космонавтика сделала быстрый рывок в начале, но в последнее время ее бурное развитие пошло на спад, энтузиазм прошлого, сменяется сдержанностью и пессимизмом. По мнению участников группы, дальнейшее освоение космоса, сдерживают не столько общепризнанные проблемы, такие как, недостаток финансирования и технические сложности, сколько недостаток свежих решений. Основная теоретическая база космонавтики не менялась с семидесятых годов и рассчитана не на колонизацию космоса, а на демонстрационные миссии. 

 Участники группы «Космическая экспансия», за счет своего более гибкого, не традиционного мышления, рассчитывают, внести «Свежую струю» в область перспективных космических программ. Каждый из участников группы, автор своего проекта, обладающего практической значимостью и практической реализуемостью. Публикация и популяризация  проектов группы, позволит привлечь к ним заинтересованные стороны, и таким образом обеспечить их реализацию. Что послужит дополнительным стимулом к освоению людьми космического пространства и поможет приблизить переход человечества в космическую эру.

 

 Перспективы и сдерживающие факторы колонизации космоса.

 Современное человечество стоит на пороге космической экспансии и перехода в новую космическую эпоху, обещающей принести собой глобальный цивилизационный подъем, сравнимый с морской экспансией и промышленной революцией прошлого.  Которые в свое время вывели цивилизацию из средневековья и подняли ее на современный уровень развития. Результаты перехода в космическую эру сейчас могут показаться фантастикой, подобно тому, как современный уровень развития и возможности технологий, могли бы показаться невероятным чудом для жителей средневековой Европы. Но в отличие от морской экспансии и промышленной революции, которые легли в основу прошедшего цивилизационного рывка. Предстоящая в будущем, космическая экспансия, будет проходить намного быстрее, благодаря современной скорости прогресса. Переход из феодализма в промышленную эру длился веками, для перехода земной цивилизации в космическую эру будет достаточно десятилетий.

 Средства космического транспорта, появившиеся еще полвека назад, делают космическое пространство доступным для освоения. Но на практике люди не стремятся к колонизации космоса, и сама возможность космической экспансии сейчас рассматривается скорее как футуристический прогноз на отдаленное будущее, чем направление для развития в обозримой перспективе. 

 У такого взгляда на перспективы колонизации космоса две основных причины. Во первых, общество приучено к мысли, что космос это поле для научных открытий, или спортивная площадка, на которой государства ставят новые рекорды. Космонавтика с момента своего появления, служила средством политической пропаганды. И до сих пор, в немалой степени остается статусным видом деятельности, только приоритет сместился от чисто демонстрационных проектов к научным. Целями проектов периода «Гонки за рекордами» были разовые демонстрационные акции. Отправить человека в космос, отправить человека на луну, на Марс, и тому подобное, сама возможность глобальной колонизации космоса никогда в серьез не ставилась на повестку дня, как самоцель развития космонавтики, и соответственно она и не воспринимается в серьез в широких кругах.  

 Во вторых, в среде ведомственных аналитиков укрепилось мнение, что космический транспорт текущего поколения слишком дорогой для колонизации космоса. Из-за высокой цены полетов, в ближайшей перспективе осуществимы только исследовательские программы. А переход к более масштабному освоению космоса станет возможным только после появления более дешевых средств космического транспорта. Которые позволили бы не просто посылать разведывательные экспедиции к другим планетам, а строить на них постоянные базы, поселения, при тех же затратах. Но это мнение оправданно только отчасти. Там, где космические аппараты находят практическое применение, высокая цена полетов не препятствует развитию деятельности глобального масштаба. Ярким примером тому, могут служить коммерческие спутники.  Современная спутниковая группировка, это глобальная, быстро развивающаяся индустрия космических, информационных услуг. Цена полетов не является серьезным сдерживающим фактором для ее дальнейшего развития. 

 И вообще, ведомственные аналитики приучены работать на государственный заказ. Масштабное освоение космоса в принципе невозможно уложить в отдельно взятую программу, работающую за счет государственного финансирования. Даже если удастся создать инопланетные базы на бюджетном финансировании, их дальнейшее расширение будет возможно, ровно на столько, насколько хватит этого финансирования. А, его никогда не бывает много. И следовательно, бюджетные базы не разрастутся в космические колонии, а останутся очередными демонстрационными проектами. 

 Начало космической экспансии это сверхзадача глобального масштаба, и ее цели тоже глобальные. Главная цель колонизации космоса, обеспечить развитие мировой промышленности за счет космических ресурсов. Ресурсы солнечной системы практически неистощимы по земным меркам и если они станут доступными, начнется новый период промышленного роста, который без сдерживающих факторов сможет в десятки, сотни и тысячи раз превысить современный объем мировой индустрии на земле. Гипертрофированный рост промышленности вызовет соответствующий рост экономики и увеличения среднего уровня доходов. Развитие высоких технологий вызовет рост грамотности, повышение уровня культурного уровня, развитие мышления. И в конечном счете переход человечества на качественно новый уровень возможностей, новый уровень мышления и более высокий уровень общего цивилизационного развития.  

 Современная мировая цивилизация, это продукт индустриальной революции и промышленной эры. Промышленная эра дала современным людям все блага и качество жизни, которыми они сейчас обладают. И надежды на дальнейший прогресс целиком связаны с развитием технологий и промышленным ростом. Но ресурсный дефицит скоро остановит рост мировой промышленности и вместо глобального экономического чуда, людей будет ждать глобальный застой, или даже спад уровня цивилизации обратно в средневековье. Колонизация космоса, позволит выйти за пределы экономического роста в условиях земли и начать новую волну цивилизационного прогресса. В космическом пространстве, в отсутствии сдерживающих факторов, развитие цивилизации сможет достичь невероятных по современным представлениям мощностей и высот.

 Колонизация космоса это не одна отдельно взятая база на луне или марсе, а направление развития мировой экономики. Соответственно проблемы связанные с колонизацией космоса имеют экономический характер и главные мотивации к ее началу тоже экономические. Вопрос цены полетов в данном случае играет второстепенную роль. Первостепенное значение имеет экономически целесообразная стратегия развития, способная привести к обеспечению мировой индустрии космическими ресурсами и дать начало переносу промышленных мощностей в космическое пространство, за пределы земли. К колонизации космоса могут привести только проекты, имеющие прямую практическую направленность, связанные с индустриализацией космоса и практическим освоением внеземных ресурсов.

 Коммерческие космические станции, или инопланетные базы, в отличие от научных, способны со временем перерасти в настоящие космические колонии, которые будут не просто форпостами для присутствия людей в космосе. Но и внеземными промышленными центрами, способными обеспечить рост экономики земли и дальнейшее развитие колонизации космоса в глобальных масштабах.

 Для создания коммерческих баз в космосе, совсем не обязательно радикальное снижение стоимости полетов или сверхвысокие, недоступные затраты. Коммерческие проекты не обязательно должны быть крупномасштабными на первых стадиях развития. Их главная особенность, способность разрастаться, вовлекая в свой оборот все новые и новые средства и мощности, в возрастающей прогрессии, делает их способными к экспоненциальному росту.  Вместе с экспоненциальным ростом космической индустрии будет происходить и экспансивное распространение человеческой деятельности в космическом пространстве.

Начало процесса колонизации космоса сдерживает не дороговизна космических полетов. И не то, что государства жалеют денег, на сверх затратные программы, а отсутствие стратегии развития, обладающей уверенной экономической целесообразностью. 

 Проектов промышленного освоения космоса в прошлом, было достаточно много, но все они обладают общими недостатками. В их основе лежат технологии и методы организации типичные для земли, и периода начала промышленной эры. А потому в космосе они не могут быть рентабельными и мало затратными. В принятых проектах взяты за основу методы организации начала первого периода урбанизации. Такие как развитие в космосе тяжелой индустрии и ориентация на производство сырьевой продукции для потребления земной промышленностью. Самой собой понятно, что сейчас, строительство на луне металлургического завода для поставок на землю титановых и алюминиевых болванок никогда не будет выгодным. Некоторые, более современные проекты скоординированы лучше. Например, предполагают использование лунных материалов для строительства солнечных электростанций на орбите. Они могут быть выгодными, при условии что получат достаточное финансирование, но их развитие требует очень больших затрат, таких, что не потянет не один бюджет и не один инвестор.

  В последнее время, в области промышленного освоения космоса наметились новые позитивные тенденции. Появились жизнеспособные проекты, рассчитанные на добычу особо ценных, дорогих сырьевых ресурсов. Драгоценных металлов и редкоземельных элементов на астероидах, высокая цена которых позволит окупить транспортные затраты. Аналитики начали отказываться от сверх затратной тяжелой индустрии в пользу новых  методов переработки сырья, и новых типов производственного оборудования. Более технологичных, легких и многофункциональных устройств. Таких как, 3D принтеры, или аппараты для извлечения драгоценных металлов из астероидного грунта, методом электролиза в среде ионизированного газа. Но в общих чертах, планы по дальнейшему освоению космоса остаются прежними. Главная ставка делается на добычу сырьевых ресурсов, а не на перенос промышленных мощностей в космическое пространство. В то время как колонизация космоса, это в первую очередь перенос мировой индустрии за пределы земли. Сырьевые проекты, рассчитанные на добычу ценных ресурсов, будут оставаться только небольшими придатками земной промышленности.  Подобно тому, как современные спутники остаются небольшим космическим придатком земной информационной системы.

 И в каком-то смысле, ведомственные аналитики правы, заявляя -  «Дайте нам технологии новых космических кораблей, на которых можно будет летать в космос без особенных затрат, и мы начнем строить города и предприятия на других планетах, а пока космос можно только исследовать». Массовая индустриализация космоса сейчас не может быть целесообразной. Но это справедливо только для простых подходов в организации космической индустриальной деятельности. С помощью комбинаций различных организационных схем можно добиться и гарантированной рентабельности и высокой эффективности. Но потенциальные возможности, которые могут дать более сложные варианты координации деятельности остаются за рамками внимания.

 Аналитики, прорабатывая сценарии колонизации космоса, упираются в потолок технических возможностей и беспомощно разводят руками. Но главные ограничивающие факторы на самом деле не технические, или финансовые, а организационные. Космос это особая среда, со своими специфическими особенностями, и она требует к себе особых подходов. В то время, как ученые и экономисты пытаются строить планы по его освоению методами привычными для земли. А потому, эффективной стратегии колонизации космоса до сих пор нет.

 Возможности современных технологий и экономическая мощь человечества позволяет приступить к колонизации космоса в любой момент. И она начнется, как только появится достаточно эффективная стратегия развития, способная вызвать практическую заинтересованность и привлечь необходимые средства.

Стратегия развития это не технический и не административный, а информационный продукт.   Для проработки стратегии развития не нужны знания в узких областях или доступ к распределению финансовых средств. Чтобы довести концептуальные наработки до практической реализации, не нужен доступ к административным ресурсам.  И для того, чтобы создать мотивацию к реализации коммерческих проектов, не нужны миллиардные бюджеты  и подконтрольные научно технические мощности, как для бюджетных проектов, которые реализуются «Мобилизационными» методами. Достаточно иметь доступ к информационному пространству. После публикации проектов, имеющих коммерческую значимость, частные корпорации доведут их до реализации своими силами.

 И при дальнейшем развитии проектов в русле практического освоения космоса, они будут избавлены от дефицита финансирования, так как будут привлекать ровно столько средств и ресурсов, сколько необходимо для получения нужных практических результатов. В отличие от мобилизационных методов, коммерческое освоение космоса не потребует затрат ресурсов с большой долей неопределенности и риска. Их развитие будет похожим на постепенное, закономерное перетекание мировой индустрии во внеземное пространство. Ресурсы мировой экономики огромны, их более чем достаточно для создания первых колоний или индустриальных баз, несмотря на дороговизну современного космического транспорта. Быстрота освоения космоса зависит в основном от эффективности сценариев развития, их практической значимости, способности привлечь необходимые для своей реализации средства и обеспечить их быструю отдачу, что соответственно будет вызывать  вовлечение в оборот новых средств, новых ресурсов и быстрый рост. 

  

  Информационная группа «Космическая экспансия».

  С целью популяризации новых, альтернативных проектов, способных ускорить практическое освоение космоса, и популяризации самой идеи колонизации космоса, была создана информационная группа – «Космическая экспансия», состоящая из нескольких энтузиастов, обладающих своими проектами и объединенных общей целью, приблизить наступление космической эры. 

  Каждый из участников этой группы, обладатель своего проекта или идеи, которая потенциально способна стимулировать прогресс в области освоения космоса.  Идеи, предлагаемые участниками группы  должны быть реализуемыми, не выходящими за рамки возможностей технологий настоящего времени или близкой перспективы, и иметь уверенную практическую значимость. Их главная цель, получить практическое применение в космонавтике и ускорить прогресс в области освоения космоса. Но они так же могут быть применимы на земле, для модернизации технологий широкого спроса, например в сферах энергетики, производства или строительства.

 На данный момент активных участников группы трое, я, ее основатель и главный координатор, - «Николай Агапов», новатор – «Лев Дворецкий», с авторской концепцией космического корабля широкого применения – «Космоплана», работающего за счет солнечной энергии, и «Екатерина Сбитякова», с проектом повторной разведки мест посадок Аполлонов.

 Мои проекты, это:

 «Сценарий развития космической индустрии» - концепция, позволяющая сделать целесообразным развитие индустриальной деятельности за пределами земли, в ближайшей перспективе. Играя роль, своего рода моста, для перехода от современной спутниковой индустрии к промышленной колонизации космоса, в течение нескольких ближайших десятилетий. Эта концепция включает в себя несколько проектов связанных с коммерциализацией пилотируемых и лунных программ, развитию в космосе транспортной инфраструктуры и разнообразной деятельности связанной с обслуживанием коммерческих орбитальных аппаратов, монтажом, производством и практическим освоением инопланетных минеральных ресурсов. 

 И несколько основных проектов в разных сферах, которые в основном отпочковываются от концепции индустриального развития космонавтики. И могут найти применение, как в космосе, так и в различных областях коммерческих технологий на земле.  

 

 Сценарий развития космической индустрии.

 Сценарий развития космической индустрии основан на идее создания «Индустриальной космической системы», главной целью деятельности которой будет обслуживание и дальнейшее расширение группировки коммерческих спутников, на которых основана современная индустрия «Космических услуг». 

 «Индустриальная группировка», должна обслуживать коммерческие космические аппараты, предоставляющие прямые космические услуги, играя роль «Сектора космических услуг второго уровня». Но в отличие от спутников, узкоспециализированных автоматов, индустриальная группировка будет способна на самую разнообразную деятельность, включающую производство и освоение инопланетных ресурсов. И со временем, она сможет вырасти в космическую промышленную систему, которая перейдет от обслуживания спутников к прямому обеспечению земли промышленными товарами и массовой промышленной колонизации космоса.

 Индустриальную группировку составляют несколько взаимосвязанных проектов, инфраструктурных транспортных систем, коммерческой орбитальной станции, и коммерческой сырьевой базы на луне. 

 Поточная система выведения.

 Первым шагом к развитию индустриальной группировки, должно стать создание инфраструктурной – «Поточной» системы выведения с земли на орбиту. 

 В отличие от принятого метода выведения спутников, одним стартом мощного носителя, вместе с орбитальной двигательной ступенью, прямо на рабочую орбиту с земли. Поточная система выведения предполагает доставку спутников на орбитальную станцию, по частям, в виде стандартизированных модульных блоков. Орбитальная станция в этой системе играет роль транспортного и монтажного центра – «Орбитального космопорта». Спутники и другие космические аппараты, должны монтироваться на орбитальной станции из доставляемых на нее блоков, после чего готовые аппараты должны выводиться на рабочие орбиты специализированными орбитальными транспортными средствами. 

 Основным средством выведения в поточной системе, должен служить специализированный носитель – «Пони». Легкая и простая ракета, имеющая стартовую массу около 10 тонн, и сделанная по упрощенным технологиям. Имеющая двигатели с подачей топлива, методом вытеснения из баков сжатым газом, вместо турбинных насосов. И дистанционную систему управления, ориентирующуюся на наземные и орбитальные маяки, вместо стандартного, автономного управления с ориентацией на «Инерциальные» датчики поворота и ускорения. Двигатели с «Вытеснительной» подачей топлива снижают мощность ракеты и соответственно ее грузоподъемность. Дистанционные системы управления лишают ее автономности в полете, привязывая к одной траектории, от наземного космодрома до орбитального космопорта. Но главная задача носителя пони, это не выведение спутников на рабочие орбиты, а поддержание постоянного грузопотока с земли на орбитальную станцию при минимальных затратах. 

 Недостатки этой ракеты, низкая грузоподъемность и отсутствие автономности в полете, не ограничивают ее функциональности. Зато ее преимущества, такие как, низкая цена, простота в производстве, возможность пуска в широкую серию без значительных затрат. Низкие затраты на модернизацию и разработку разных модификаций, позволяют ей заменить почти весь парк современных носителей, беря на себя роль основной «Рабочей лошадки» индустрии пусковых услуг.

  Ориентировочная, удельная стоимость выведения системой «Пони – Космопорт», составляет около  - 1000 долларов за килограмм полезной нагрузки. Что значительно дешевле современных серийных носителей, самые выгодные из которых имеют стоимость выведения от 3, до 7 тысяч долларов за килограмм. 

 Поточная система выведения позволяет многократно снизить стоимость доставки грузов на орбиту. При этом она создаст востребованный спрос на деятельность орбитальных станций, связанную с обслуживанием транспортных потоков, что позволит сделать пилотируемую космонавтику рентабельной. Делая это направление независимым от бюджетного финансирования, и позволяя ему дальше развиваться самостоятельно.  

Пластиковые топливные баки, верхних ступеней носителя «Пони», на орбитальных станциях должны перерабатываться в органическое горючее, что создаст первое востребованное направление производственной деятельности в космосе.  

 Проект поточной системы выведения «Пони – Космопорт», не требует качественно новых технологий, и он относительно дешевый, стоимость его реализации на первых этапах, в пределах нескольких миллиардов долларов. Но он позволяет добиться качественного прогресса в развитии средств выведения и пилотируемой космонавтики.  

  На орбиту из пушки. 

 Другим перспективным, поточным методом выведение на орбиту, может быть использование мощных артиллерийских систем для запуска сверхлегких ракет. 

Пушечные методы старта, не пригодны для выведения хрупких деталей спутников или другого сложного оборудования, но при помощи пушек можно выводить простые расходные материалы, не боящиеся перегрузок. 

 По мере развития орбитальной группировки, будет возрастать спрос на разного рода материалы. Пушечный старт, позволяет выводить устойчивые к перегрузкам вещества. 

 Благодаря технологической простоте, запуск ракет пушечными стартами, позволяет снизить стоимость выведения на орбиту до предела, возможного для химических средств ускорения. Высокая точность и устойчивость на траектории, которую придают снарядам артиллерийские установки, дает возможность отказаться от систем управления на стартовых участках траектории. А для контроля за полетом ракет, запускаемых из пушек, за пределами атмосферы. Достаточно дистанционной коррекции, с ориентацией на систему наземных и орбитальных маяков. Из-за низкого уровня технологичности, пушечного старта, его ориентировочная удельная стоимость, приближается к стоимости расходуемых химических энергоносителей, пороха и ракетного топлива. Расчетная стоимость выведения пушечным методом, находится на уровне нескольких сотен долларов за килограмм.   

 Сейчас на орбиту выводят в основном аппараты целиком собранные и заправленные топливом на земле. Но по мере развития орбитальной группировки, будут появляться новые направления монтажа и производства различных изделий в космосе. И как следствие будет возрастать и необходимость в снабжении орбитальной группировки разного рода расходными и поделочными материалами. Пушечный старт позволяет снабжать орбитальную группировку такими материалами с земли при относительно низких затратах. И с другой стороны, возможность выведения относительно дешевых исходных материалов и возможность размещения производственного оборудования на пилотируемых станциях, будет стимулировать развитие производственной деятельности в космосе.  

 Пушечный старт, типично инфраструктурный метод выведения, и он будет использоваться только в комплексе с орбитальными терминалами. Как средство снабжения орбитальных станций.  

 Пушечный старт, в первую очередь будет использоваться для выведения топлива. Топливо самый необходимый и активно потребляемый расходный материал в космосе. Реализация проектов пушечных стартов специально для выведения топлива, может быть выгодной и востребованной уже сейчас. Пушечным стартом так же можно выводить разные расходные материалы для орбитальных станций, такие как воду, кислород, замороженные и порошковые продукты для жизнеобеспечения экипажей. А так же поделочные материалы для изготовления различных изделий и конструкций. Термопластические полимеры, для горячей формовки, металлы для литья, сверхпрочные ткани и минеральное волокно, с эпоксидной смолой, для изготовления композитов. И т. п. В ближайшей перспективе, пушечный старт, может использоваться как недорогое средство снабжения МКС. 

 В более отдаленной перспективе, в космосе будет постоянно возрастать, и усложняться доля область производственной деятельности. И пушечный старт, может стать основным инфраструктурным методом выведения для снабжения орбитальной группировки различными расходными материалами, которые сложно получить из доступных космических сырьевых ресурсов. 

 В пушечных стартах, могут использоваться мощные, крупнокалиберные артиллерийские орудия, такие как проект «Большой Вавилон», Саддама Хусейна. В качестве пороха, могут быть использованы дешевые и медленно горящие пиротехнические составы, основным компонентом которых будет «Нитрат аммония», «Аммиачная селитра». Так же возможно применение жидких «Метательных веществ». Или специального пороха, выделяющего при горении газы с высоким содержанием водорода. Которые имеют высокую скорость распространения, теоретически до орбитальной скорости, и позволяют придавать снарядам на старте до половины или двух третей орбитальной скорости, до предела снижая вес ракетного ускорителя.

 В качестве ракетных ускорителей, могут использоваться жидкостные ракеты, на традиционных компонентах топлива. Защищенные от перегрузок на старте при помощи прочных металлических тубусов. Так же возможно использование гибридных, твердожидкостных двигателей, на твердом топливе с высокой энергетикой, с примесью «Гидридов» или «Боргидридов» легких металлов. Или «Сгорающих баков», обладающих высокой толщиной, и прочностью на старте, но в полете сгорающих с выделением топливного газа, служащего горючим для ракетного двигателя.  

 Наряду с пушечным стартом, возможен так же метод выведения с использованием на старте вместо пушек, мощных, неуправляемых, реактивных снарядов, стартующих из тонкостенных, легких, стволов, или со специальных направляющих. Такой метод выведения сочетает в себе основные преимущества пушечных и традиционных ракетных стартов. Реактивные снаряды сложнее артиллерийских, но умеренные перегрузки при старте, от нескольких десятков, до нескольких сотен единиц, позволяют выводить этим методом, не только простые материалы, но и сложное оборудование.

  Орбитальный транспортный флот.

  После монтажа спутников в космопорте, они должны выводиться на рабочие орбиты специализированными, многоразовыми транспортными кораблями – «Орбитальными буксирами».

  Следующим этапом в развитии индустриальной группировки, должно стать направление орбитальной транспортной системы, состоящей, из многоразовых транспортных кораблей. Орбитальных буксиров, с экономичными двигателями, адаптированными для работы в невесомости.

 Орбитальные буксиры должны заменить современные космические орбитальные ступени – «Разгонные блоки». Разгонные блоки работают на химическом топливе, аналогично ступеням ракет используемых для выведения на орбиту с земли, от которых они ведут свое происхождение. Химические двигатели имеют большую мощность, которая необходима для старта с земли, но они имеют и высокий расход топлива. Из-за прожорливости химических двигателей вес разгонных блоков для выведения спутников на высокие орбиты, как правило, многократно превышает вес полезной нагрузки, которую они несут. И разгонные блоки используются однократно, только для выведения спутников на расчетную орбиту или межпланетных зондов на «Отлетные траектории» к другим планетам.  

 Для полетов в космической невесомости, в высокой мощности нет никакой жизненной необходимости. Достаточно тяги от тысячных, до стотысячных долей от веса аппарата. Поэтому орбитальные буксиры могут использовать менее мощные, но более экономичные «Электрореактивные двигатели». Современные электрореактивные  двигатели «Ионного» типа, слишком маломощные для транспортных кораблей, их тяга составляет всего доли грамма, это около миллионной доли от веса аппарата. Этих двигателей хватает для коррекции орбит спутников или разгона научных зондов на межпланетных траекториях, который длиться годами, но для транспортных кораблей их мощности недостаточно. Для перспективных орбитальных буксиров лучше подходят перспективные «Плазменные», электрореактивные двигатели. Мощность двигателей этого типа не ограничена особенностями конструкции, они более долговечные и надежные. К тому же плазменные двигатели потенциально многотопливные. Они способны потреблять любое доступное «Рабочее тело», которое можно контролируемо подавать в двигатель, что делает их очень удобными для космоса. Для традиционных «Ионных» электрореактивных двигателей нужно специальное топливо, обычно это инертный газ – «Аргон». Но топливом плазменных двигателей могут служить компоненты традиционного химического ракетного топлива, или нейтральные вещества, такие как вода или жидкий кислород и даже твердые вещества в виде мелкодисперсных порошков. Что позволяет в близкой перспективе, начать переход на инопланетные источники топлива. 

 По сравнению с разгонными блоками, орбитальные буксиры, позволят многократно снизить стоимость выведения спутников на высокие орбиты. Экономичные двигатели орбитальных буксиров, позволят с их помощью свободно перемещаться в космическом пространстве с малыми затратами. А это даст не просто радикальное снижение стоимости перелетов между орбитами, но позволит связать всю космическую группировку постоянно действующим транспортным сообщением. Даст возможность не только дешево выводить спутники на орбиты, но и перевозить их на орбитальные станции для обслуживания и ремонта.   Недорогие и многоразовые буксиры, дадут возможность создания постоянных транспортных мостов к другим планетам и астероидам. Межорбитальные перелеты при помощи «Плазменных буксиров», будут значительно дешевле, чем выведение с земли, что сделает целесообразным использование в космосе инопланетных сырьевых ресурсов, для получения разного рода расходных материалов и изделий, вместо их доставки с земли.  

 Группировка орбитальных буксиров будет работать как постоянно действующий космический транспортный флот, наличие которого значительно облегчит развитие любой деятельности в космическом пространстве.

  «Порошковая» топливно сырьевая база на луне.

  На первых этапах создания орбитальной транспортной системы, топливо для буксиров будет доставляться с земли. Но по мере ее дальнейшего развития, станет актуальным переход на обеспечение топливом инопланетного происхождения. Самый вероятный источник инопланетного топлива, это луна. Луна, расположена близко к земле и находится в пределах земного орбитального пространства, что снижает время полета к этой планете. На луне низкая гравитация и нет атмосферы, что значительно упрощает выведение грузов на орбиту с ее поверхности. Доставка грузов на околоземную орбиту с луны, будет как минимум в несколько раз дешевле чем с земли, даже с учетом затрат на транспортную инфраструктуру. Что делает выгодным создание на луне сырьевых баз для добычи топлива.

 Сейчас есть несколько принятых проектов связанных с добычей жидкого топлива на луне. В качестве топлива предполагается использовать жидкий кислород, воду, или продукты разложения воды, водород и кислород. Кислород, можно получить из твердого лунного грунта и использовать как рабочее тело для электрореактивных двигателей или химический окислитель. В недавно обнаруженных месторождениях водного льда, в районе лунных полюсов, можно добывать жидкую воду, которая может использоваться в качестве рабочего тела плазменных двигателей. Или разлагаться на исходные компоненты, водород и кислород, способные служить как рабочим телом электрореактивных двигателей, так и химической топливной парой.   

 Направления добычи жидкого топлива на луне технически реализуемы, но их слабое место в том, что они требуют больших финансовых затрат. Получение кислорода из грунта требует больших затрат энергии и мало производительного, относительно тяжелого оборудования. То же можно сказать и про разложение воды на исходные компоненты. Разложение воды, потребует затрат энергии равнозначных энергии горения водорода в кислороде. Для хранения «Криогенных» жидких газов, понадобятся специальные резервуары. Добыча воды из лунных месторождений льда не так энергозатратна, но она будет рассчитана на добычу относительно редкого ресурса, и как следствие потребует переработки больших объемов грунта. Что в свою очередь потребует высоких затрат на добывающее оборудование. И нет никакой гарантии, что месторождения водного льда на луне окажутся достаточно изобильными и легко доступными.  

 По моему сценарию, в качестве основного топлива для плазменных двигателей, должны использоваться не жидкие вещества, а твердый лунный грунт в форме мелкодисперсного, легкосыпучего порошка. Плазменные двигатели, благодаря особенностям своей конструкции, способны потреблять любое рабочее тело, которое можно контролируемо подавать в двигатель, в том числе и порошок. Адаптация двигателей и топливных систем орбитальных буксиров, под потребление порошкового топлива, потребует их не принципиальной, поверхностной модернизации. То что плазменные двигатели способны потреблять порошковые компоненты, наглядно демонстрируют их земные аналоги, генераторы плазмы – «Плазмотроны», или – «Электрические горелки». Которые используются в порошковой металлургии, для напыления металлов на поверхность поврежденных деталей.

 Идея использования в качестве топлива порошка из твердого грунта на первый взгляд может показаться экзотической. Но это направление имеет множество преимуществ. Производство порошка технически просто и не требует больших затрат энергии, соответственно оборудование для «Порошковой» топливно сырьевой базы будет иметь не высокую массу при приемлемой производительности. Затраты на доставку оборудования будут не высокими. Сырье для производства порошка на луне повсеместно доступно и коэффициент полезного использования сырья при механическом дроблении стопроцентный. Минеральный порошок имеет относительно высокую плотность. Он не испаряется и не закипает в вакууме, что значительно упрощает его хранение. Порошковое топливо не боится космических перепадов температур в сотни градусов. Что выгодно отличает его от жидкого топлива, которое храниться только в узких диапазонах температур, как правило, несколько десятков градусов. Чуть переохладишь, замерзнет, чуть перегреешь, закипит. Порошковое топливо может храниться в баках годами без поддержания особых условий, в любом месте солнечной системы, от орбиты меркурия, с его экстремальным пеклом, до орбиты астероидов и более дальних уголков солнечной системы, с их экстремальным холодом. Порошок по всем характеристикам, самое удобное топливо для транспортных кораблей будущего.

 Для выведения порошкового топлива на орбиту с лунной поверхности, должна использоваться тросовая катапульта – «Лунная праща», похожая на ротор вертолета, но с двумя лентами километровой длинны вместо лопастей, на концах которых будет достигаться лунная орбитальная скорость – 1700 метров в секунду. Тросовая катапульта, по сравнению с другими перспективными лунными средствами выведения, такими как электромагнитные пушки или тросовый лифт, относительно простое, легкое и дешевое устройство. Она не требует затрат топлива и позволяет обеспечить грузопоток лунного сырья на орбиту в промышленных объемах, от нескольких сотен, до нескольких тысячи тонн в год. 

  Лунный грунт может использоваться не только в качестве топлива, но и как сырье для производства различных материалов и изделий на орбитальных станциях. Жидкого кислорода, керамических и металлических конструкций и деталей.

 Общий вес оборудования порошковой, сырьевой лунной базы, должен быть в пределах 100 тонн. Общая стоимость проекта не должна превышать 10 миллиардов долларов, что не много для проекта инопланетной базы. Но лунная топливно сырьевая база позволит полностью обеспечить околоземную орбитальную группировку относительно дешевыми инопланетными ресурсами, даст начало промышленному освоению луны и развитию производства на орбитальных станциях за счет внеземного сырья.

  Орбитальные опорные базы.

 Сейчас человечество располагает орбитальными станциями, но они не находят практического применения и используются в качестве космических научных лабораторий. В индустриальной космической группировке, пилотируемые станции будут играть роль важных центров и опорных баз, разнообразие деятельности и значимость которых будут постоянно повышаться по мере развития космонавтики.

 На первом этапе развития индустриальной группировки, с появлением поточных систем выведения, орбитальные станции станут транспортным и монтажным центром, обслуживающим транспортный поток с земли на орбиту. Беря на себя роль «Космического порта». 

  После появления орбитальных буксиров, орбитальные станции станут базами для транспортных кораблей и площадками для ремонта и обслуживания спутников, беря на себя роль «Космических ангаров и станций технического обслуживания».

  Благодаря деятельности связанной с монтажом различных аппаратов и конструкций, пилотируемые станции возьмут на себя роль основных монтажных центров, «Орбитальных строительных площадок».

  С началом развития производственной деятельности в космосе, орбитальные станции станут основными производственными центрами околоземной космической группировки. На первых этапах, производственные мощности орбитальных станций будут экспериментальными, но космическое производство будет расширяться с каждым новым проектом. Что в конечном итоге приведет к появлению на месте пилотируемых станций многопрофильных «Орбитальных производственных комплексов».

  Околоземные станции занимают выгодное положение, они расположены близко к земле и группировке коммерческих околоземных аппаратов, на обслуживание которых в основном будет ориентирована деятельность индустриальной группировки. Магнитное поле земли на низкой орбите, защищает экипажи от космической радиации, позволяя людям жить и работать в космосе без значительного риска.

  При развитии космонавтики по сценарию индустриального освоения космоса, орбитальные станции станут главными центрами для любой человеческой деятельности за пределами земли. Выполняя функцию, «Основных опорных баз околоземной космической группировки»

 Расширение космической группировки за счет инфраструктурных проектов.

  Инфраструктурные транспортные системы, лунная сырьевая база и опорные орбитальные станции, входящие в состав индустриальной группировки, будут взаимосвязаны в единую систему, предоставляющую транспортные, монтажные и эксплуатационные услуги группировке околоземных космических аппаратов. Деятельность индустриальной группировки позволит многократно снизить затраты на космический транспорт и даст новые возможности для развития систем коммерческих спутников и других, стационарных орбитальных аппаратов, разного назначения.

  Снижение стоимости космического транспорта и появление возможностей монтажа в космосе сделает целесообразными развитие новых проектов, связанных с модернизацией спутниковой связи и развитием космической солнечной энергетики. 

 Космическая сотовая связь.

  Современные спутники связи имеют маломощные антенны, поэтому прямая связь через спутники требует специальных терминалов, что делает ее слишком дорогой для массового потребления. Хотя информационные услуги спутников, например, при пользовании международным интернетом, достаточно дешевые для массовых потребителей. Но информационные потоки, идущие через спутники, прежде чем дойти до потребителей, должны проходить через разветвленные наземные сотовые и кабельные сети. Связь на большие расстояния идет через две системы, наземную и космическую.  

 Сейчас, возможна и прямая связь через спутники, но она идет через дорогие, специальные «Персональные терминалы», спутниковые телефоны, что сильно сужает рынок услуг прямой спутниковой связи. Дорогие средства связи и затраты на спутниковые системы, не позволяют расширить спрос на прямую спутниковую связь и снизить ее цену, за счет расширения абонентской базы. В свою очередь, дороговизна спутниковых телефонов, и спутниковых систем, не позволяют сделать спутниковую связь более дешевой, что способствовало бы ее широкому распространению.

 При выведении через космопорт, благодаря относительно низкой стоимости и возможности монтажа, станет выгодным выводить на низкую орбиту спутниковые платформы, обладающими решетчатыми антеннами и пленочными солнечными батареями, имеющими большую площадь и мощность при не небольшом собственном весе. Благодаря высокой энерговооружонности и мощности антенн, спутниковые платформы будут способны вести вещание прямо на индивидуальные пользовательские, теле и радио приемники. И поддерживать связь между абонентами непосредственно через дешевые и массовые персональные пользовательские терминалы, серийные сотовые телефоны и модемы, подобно наземным вышкам сотовой связи.

  Системы «Спутниковой сотовой связи», позволят сделать услуги космической связи повсеместно доступными, при цене, не превышающей услуги современных наземных сотовых вышек и ретрансляторов. Повсеместно доступная спутниковая связь ускорит развитие глобальной информационной среды. Многократное увеличение информационных потоков идущих через спутники, вызовет соответствующее повышение оборотов орбитального сегмента космических информационных услуг.

  Многократный приток инвестиций в космическую индустрию, приведет к ее многократному росту и ускорению ее качественного развития. 

 Космическая солнечная энергетика.

 Основу современной энергетики составляют тепловые электростанции, работающие на ископаемом топливе. Мировые ресурсы ископаемого топлива близятся к истощению, к тому же оно создает большие экологические риски. На сегодняшний день эффективной альтернативы ископаемому топливу нет. Ветроэнергетика малоэффективна, ресурсы гидроэнергии и геотермальной энергии практически исчерпаны, массовый переход на биотопливо создаст новые угрозы для экосистемы. Традиционная атомная энергетика эффективной альтернативой не является, уран такое же ископаемое топливо, как и уголь, его ресурсы ограничены, и его использование связано с определенными факторами риска. Теоретически, альтернативой могли бы стать термоядерные реакторы, потребляющие тяжелые изотопы водорода. Но на практике, несмотря на десятилетия экспериментов, какого-то значимого прогресса в области контролируемого термоядерного синтеза не достигнуто. И широко известная концепция перехода на термоядерное сжигание «Чистого» изотопа – «Гелия – 3», тоже не является альтернативой, освоить технологию сжигания этого изотопа в ближайшие десятилетия практически нереально.

  Доступной альтернативой, мог бы стать переход на массовое использование солнечной энергии. Солнце естественный термоядерный ректор солнечной системы, его энергия чиста и не истощима. Для ее использования, не требуется тратить какое либо топливо и не нужны сложные и дорогие реакторы. Основной недостаток солнечной энергии в том, что она относительно рассеянная, что мешает солнечным генераторам получать большие мощности, удобные для промышленного использования. Современная солнечная энергетика в основном играет вспомогательную роль.

 На земле, создание солнечных электростанций промышленной мощности затруднительно. Оно потребует больших затрат и отчуждения больших площадей, при не высокой эффективности. Но в условиях космоса, где нет атмосферы и гравитации, нечего не мешает строить сверхлегкие конструкции, имеющие километровую площадь и протяженность при малом весе. Доставка материалов в космос, обойдется в тысячу раз дороже, но на орбите они будут и использоваться в тысячи раз эффективнее. Орбитальные электростанции можно собрать из сверхлегких несущих ферм и сверхтонких пленок, на земле подобные, ажурные конструкции не выдержат собственного веса и давления ветра. 

 Солнечные электростанции будут располагаться на так называемой – «Геостационарной орбите», скорость вращения спутников на которой, совпадает с собственной скоростью вращения земли. Аппараты на этой орбите висят неподвижно относительно земной поверхности, что значительно упрощает передачу энергии из космоса на землю. Другое преимущество геостационарной орбиты в том, что она почти не попадает в тень земли, и «Геостационарные» солнечные электростанции будут генерировать энергию независимо от времени суток. 

 Энергия будет передаваться на землю в виде микроволнового луча, излучаемого решетчатыми антеннами на электростанциях, и приниматься аналогичной антенной на земле. Метод передачи энергии при помощи микроволн, технически прост, имеет высокую эффективность, и микроволны, в отличие от световых лучей, беспрепятственно проходят сквозь облака.

 Проекты мощных космических солнечных электростанций были и раньше. Но они считались экономически не эффективными из-за слишком высоких затрат на космический транспорт и отсутствия нужных технологий. Индустриальная группировка позволит снизить транспортные затраты приблизительно в 10 раз, с учетом многократного снижения стоимости выведения и повышение орбиты до геостационара. Орбитальные сборочные центры позволят монтировать в космосе любые нужные конструкции. И к моменту начала строительства первых космических электростанций, нужные технологии уже пройдут опытную отработку на солнечных генераторах для мощных орбитальных буксиров, и генерирующих модулях для пилотируемых станций. Инвесторы получат всю нужную инфраструктуру и разработки технологий практически даром, за счет предыдущих проектов.  

 Солнечные электростанции могут работать за счет фотоэлементов, аналогично современным солнечным панелям. Или за счет тепловых генераторов, аналогично современным промышленным электростанциям, преобразуя тепловую энергию, солнечного сета сконцентрированного зеркалами из отражающей пластиковой пленки в электричество, за счет турбин. Каждый из этих принципов работы имеет свои сильные и слабые стороны. На мой взгляд, тепловые генераторы более предпочтительны, они дешевле и имеют в 2, 3, раза более высокий КПД. Хотя тепловые электростанции, по всей видимости, будут тяжелее генераторов на тонких пленочных фотоэлементах. Сейчас трудно, что-то предсказывать на этот счет, прогресс в области новых солнечных генераторов идет довольно быстрыми темпами. Возможно, новые, более дешевые и эффективные модификации пленочных фотоэлементов в будущем сведут на нет преимущества тепловых генераторов. 

 Приблизительный вес отдельных солнечных электростанций, будет от 100, до 300 тонн, стоимость около миллиарда долларов и мощность около гигаватта. По соотношению стоимость  - эффективность они будут сравнимы с атомными электростанциями современности. Но в отличие от них, будут совершенно чистыми в экологическом отношении. 

 Низкая цена космической солнечной энергии, низкие затраты материалов на строительство орбитальных электростанций, экологическая чистота и отсутствие сдерживающих факторов для дальнейшего развития, позволят космическим электростанциям быстро занять лидирующее положение в мировой энергетике, вытеснив с этой позиции электростанции на ископаемом топливе.

  После освоения космонавтикой энергетического сектора, космонавтика станет одной из базовых жизненно важных областей мировой промышленности. Обороты космической группировки при этом вырастут до нескольких триллионов долларов в год. Космическая индустрия перейдет на совершенно новые масштабы деятельности, тысячекратно превышающие современные. Новые масштабы и приток инвестиций вызовут значительное ускорение развития космических технологий. 

 Солнечная энергетика станет для космической индустрии переломным моментом, после которого она начнет превращение в индустрию глобального уровня. Направление солнечной энергетики будет оставаться очередным сектором космических услуг, с той разницей, что космическая группировка будет предоставлять не информационные услуги для земной информационной системы, а энергию для земной промышленности. Но за счет энергетического направления, космическая индустрия получит такой рост, что следующим шагом ее развития будет переход к стадии глобальной космической промышленности, вместе с которой начнется промышленная колонизация космоса. 

 Добыча астероидных ресурсов.

 Другим направлением практической индустриализации космоса, будет добыча драгоценных металлов и редкоземельных элементов на астероидах. Драгоценные металлы и редкоземельные элементы, это ценное стратегическое сырье, востребованное в производстве электроники и многих высокотехнологичных областях промышленности. Но прогнозируемые запасы этих веществ на земле близятся к истощению, а спрос на них постоянно растет, что предвещает их массовый дефицит в течение ближайших десятилетий. В астероидных породах, эти вещества находятся в относительно высоких концентрациях и их запасы в космосе практически неограниченны. Что позволяет решить проблему их дефицита за счет освоения астероидных ресурсов. 

 Добыча ценного минерального сырья на астероидах по всей вероятности станет одним из основных направлений практического освоения космоса. Индустрия по добыче астероидных ресурсов будет не такой масштабной как солнечная энергетика. Но она будет способствовать развитию электронной промышленности, робототехники, информатизации и роботизации технологической среды. Внося свою лепту в ускорение прогресса за счет стимулирования кибернетических и информационных технологий.

 Космическое производство. 

 Развитие производственной деятельности в космосе стоит отдельного упоминания. Конечная цель создания индустриальной группировки, перенос мировых производственных мощностей за пределы земли. Но переход к промышленному освоению космоса, это дело более отдаленной перспективы, по всей вероятности нескольких десятилетий. На первых этапах развития космической индустрии важно дать старт процессу практической индустриализации космоса, и обеспечить этому процессу достаточно быстрый рост.  

 Во время развития первых проектов индустриальной группировки, производственная деятельность в космосе будет экспериментальной, опытно промышленной. Призванной отработать на практике саму возможность, производства каких либо полезных продуктов за пределами земли. И с большей выгодой использовать имеющиеся на настоящее время космические ресурсы. Опытно промышленные производственные мощности, скорее всего, будут рассчитаны на производство простых расходных материалов и изделий. Таких как, органическое горючее из пластиковых изделий, несущих конструкций, щитов для защиты от метеорной пыли, не сложных деталей. И других материалов и изделий, не требующих для изготовления сложных производственных процессов. Источником сырья для производственных мощностей первого поколения, скорее всего, будут пустые верхние ступени ракет носителей, старые спутники, космический мусор. И подобные материалы пригодные для вторичной переработки и полезной утилизации, но даровые с точки зрения затрат на выведение.

 На этапе перехода индустриальной группировки в стадию проектов массового спроса и активного роста, производственная деятельность будет постепенно расширяться и усложняться. Будут разрастаться ее мощности, начнет повышаться уровень ее возможностей, начнется переход от экспериментов и простых технологий к серийному производству деталей и механизмов.  

 С появлением многоразовых орбитальных транспортных систем, начнется освоение инопланетных сырьевых ресурсов, в первую очередь лунных, позже астероидных. На этапе роста обслуживающей индустриальной группировки, производственная деятельность получит развитие от экспериментальной, до серийной. Производственные мощности перейдут с многоцелевых обитаемых модулей, из которых сейчас состоит МКС, на специализированные «Производственные космические станции». Но при этом ее роль в экономке будет оставаться вспомогательной, ориентированной на обслуживание коммерческих космических аппаратов. Главной целью деятельности космической группировки будут оставаться услуги.

  Оборудование перспективных космических производственных линий будет адаптировано к специфическим условиям космоса. Таким как высокие транспортные затраты, жесткий дефицит массы всего что доставляется с земли, но при этом изобилие энергии и минеральных ресурсов.  

 Основу современного земного производственного оборудования, составляют тяжелые узкоспециализированные механизмы и станки. Чтобы получить какое либо сложное изделие, такое как, например, дробилку для грунта или легкий многоцелевой вездеход, первичные металлические заготовки должны быть изготовлены на металлургических комбинатах и пройти через сотни станков. Копировать современную тяжелую индустрию для работы в космосе нет смысла, она слишком дорого обойдется и будет слишком малоэффективной. Оборудование, адаптированное к космическим условиям будет более легким и многоцелевым, позволяющим легко трансформировать материалы первичных заготовок и этим заменять множество отдельных специализированных технологических операций. Кроме того, предпочтение будет отдаваться таким технологиям, которые позволяют получить работоспособные изделия с минимальным количеством технологических операций. Такие изделия будут технически проще, количество деталей в них будет сведено к минимуму, но упрощение будет идти не в ущерб практической функциональности. 

 Сокращение количества технологических операций, в производстве позволит значительно сократить минимально необходимый вес производственных поточных линий. Космическая производственная линия, весом в десятки тонн, будет способна давать на выходе не просто металлический профиль, а готовые сложные конструкции и машины.     

 Широко известный пример таких «Адаптивных технологий» на земле, это «3D принтеры». Но принтеры, несмотря на высокий уровень многофункциональности, имеют низкую производительность. Скорее всего, в космическом производстве они будут играть вспомогательную роль. И использоваться в качестве станка штучного и мелкосерийного производства, а основная масса изделий будет производиться более быстрыми поточными методами.  

 Легкие производственные станции в космосе будут иметь высокий уровень мобильности. Смонтированные на околоземной орбите, они будут перевозиться на нужные орбиты при помощи мощных буксиров. Мобильность производственных площадок в перспективе позволит размещать производственные мощности на орбите луны или на ее поверхности, а так же на поверхности других планет с малой гравитацией, в поясе астероидов, или вблизи других доступных источников минеральных ресурсов. 

 Мобильные производственные комплексы будут иметь высокий уровень автоматизации, и будут обслуживаться преимущественно дистанционно управляемыми роботами, а не непосредственно людьми. Роботы «Аватары» в космосе будут играть роль дистанционно управляемых рабочих рук, позволяя людям работать в хорошо защищенных обитаемых модулях или бункерах, по возможности избегая выходов в открытый космос. 

 Производственные комплексы, будут способны почти полностью воспроизводить подобные себе машины за счет местных ресурсов. Что позволит расширять космическую производственную группировку ее же силами, почти без участия людей. Но при этом с земли все равно придется доставлять сложные наукоемкие детали, которые невозможно получить упрощенными методами, без высоких технологий. Основная масса низкотехнологичного «Железа», в космосе будет производиться силами производственной группировки, но высокотехнологичные комплектующие, приборы, электроника, точная механика, будут доставляться с земли.

После отработки технологий легких и высокопроизводительных поточных линий в космосе, они так же найдут широкое применение на земле. Позволяя значительно снизить стоимость производственных предприятий и ускорить оборачиваемость капитала в производственной сфере. Что будет способствовать ускорению темпов мирового промышленного роста. Рост экономики основанной на современной тяжелой индустрии длиться десятилетиями. После распространения в массовых секторах, технологий «Нового цикла», удвоение промышленных мощностей будет происходить за несколько лет, а рост экономики с уровня развивающейся страны, до среднеевропейского будет занимать около десятилетия.

 Из-за быстрого и мало затратного индустриального роста, главным сдерживающим фактором для роста экономики в будущем будет не дефицит финансирования, как сейчас в большинстве случаев, а дефицит ресурсов. Что сделает освоение космических ресурсов, первоочередным вопросом на повестке дня в мировой экономике.

 Влияние колонизации космоса на дальнейшее развитие человечества. 

  При переходе космической индустрии в стадию промышленного освоения космоса, индустриальная космическая группировка будет располагать производственными центрами на околоземной орбите, сырьевыми базами на луне и астероидах, и развитым орбитальным грузовым флотом, пригодным для развертывания межпланетного транспортного сообщения. Космические производственные технологии пройдут стадию развития, практической отработки и будут доведены до определенного уровня совершенства, отвечающего основным запросам, необходимым для колонизации космоса. В качестве средства выведения на орбиту, на смену химическим ракетам, придут инфраструктурные транспортные системы класса «Земля – орбита», нового поколения, такие как мощные орбитальные тросовые катапульты или электромагнитные пушки. Которые позволят связать землю с космосом транспортным сообщением, работающим с высокой эффективностью и не требующим больших затрат топлива. Стоимость выведения на орбиту и спуска на землю, при помощи перспективных инфраструктурных транспортных систем, будет сравнима с авиационными перевозками современности. К началу стадии промышленного освоения космоса, индустриальная группировка будет к ней готова. И этот переход не потребует мобилизационных рывков, а будет похож на постепенный переход индустриальной группировки от обслуживания космических систем связи, энергетики и добычи астероидных ресурсов, к развитию промышленной индустрии массового спроса.

На первых стадиях роста космической промышленности, индустриальная группировка, будет поставлять на землю в основном металлы в виде стандартизированного проката. Конечные изделия, автомобили или самолеты, или потребительские товары, будут производиться из космических металлов уже на земле, за счет земной промышленной системы. Сырьевая ориентация космической промышленности, на первых стадиях, позволит сократить стартовые затраты увеличить ее скорость роста. Но по мере развития, уровень законченности продукции космического производства будет возрастать, и со временем земля начнет получать из космоса основную массу промышленной продукции в виде готовых товаров и механизмов.   

 С началом колонизации космоса, на землю будут работать автоматизированные производственные комплексы, производящие промышленную продукцию и увеличивающие свою численность почти без участия людей. Скорость роста космической промышленной группировки будет невиданной для земли. Ее мощности будут удваиваться за срок от одного до нескольких лет, возможно даже быстрее. За первые десятилетия роста, обороты космической промышленности превысят суммарный ВВП земли и продолжат рост с быстро возрастающими темпами. Когда обороты космической группировки превысят суммарный экономический потенциал земли, космическая индустрия перестанет быть придатком земной промышленности и станет основой общепланетарного человеческого благосостояния.

 Космическая промышленная система будет производить в основном сырьевые материалы и низко технологичную продукцию, но потреблять дорогую, наукоемкую и высокотехнологичную продукцию. Поэтому по мере роста космической промышленности в земной индустриальной системе будет возрастать доля наукоемких производств. Земля будет превращаться в галактический центр производства высокотехнологичной продукции, своего рода «Силиконовую долину солнечной системы». Высокотехнологичные производства более высокодоходные, менее трудоемкие и требуют интеллектуального труда. Разница в уровне технологичности производимой продукции будет приводить к перераспределению доходов от космической промышленности в пользу земли. И соответственно при колонизации космоса, так же и при любой другой колонизации рост благосостояния метрополии будет обеспечиваться за счет эксплуатации и расширения колоний.

 По своему влиянию на развитие мировой цивилизации, колонизация космоса будет похожа на морскую экспансию прошлого. Ввод в оборот значительных новых пространств и ресурсов всегда вызывает скачки прогресса, которые проявляются как в количественных, так и в качественных отношениях. Так, после начала морской экспансии в Европе, были введены в оборот экономических отношений большое количество недавно открытых стран. Это вызвало быстрое развитие международной торговли, распространенный тогда метод, кустарного производства потребительских товаров перестал удовлетворять быстро растущий спрос. Что в свою очередь подтолкнуло к переходу на поточные производственные методы, который дал старт промышленной революции. Развитие технологий повлекло за собой прогресс в науке, культуре, законодательстве, и многих других областях, подняв общий цивилизационный уровень человечества на качественно новую высоту. 

 Несколько столетий технологического прогресса до неузнаваемости изменили облик мировой цивилизации. Возможности современных технологий и качество жизни современных людей для жителей средневековой Европы, могли бы показаться каким-то невероятным чудом, выходящим за рамки их понимания. 

 Подобным образом, космическая экспансия и следующие за ней быстрый промышленный рост, развитие экономики, повышение уровня материальной обеспеченности и появление новых технологий, потянут за собой прогресс во всех областях, который приведет к подъему уровня возможностей людей, их  мышления и общего цивилизационного развития человечества на качественно новую высоту. Переход человечества в космическую эру вызовет новый скачок развития цивилизации, сравнимый с произошедшим несколько столетий назад переходом в промышленную эру.  Благодаря которому, сформировалась современная мировая цивилизация. Уровень и качество жизни людей космической эры, будет так же разительно отличатся от привычного сейчас, как современная технологическая цивилизация отличается от средневековой.  

 Но в отличие от предыдущего цивилизационного скачка, вызванного морской экспансией и промышленной революцией, колонизация космоса будет протекать значительно быстрее. Переход в технологическую эру длился столетиями, но скорость развития современных технологий и мощь современной экономики сделают переход в космическую эру намного более быстротечным. Первые значимые практические результаты космической экспансии станут доступными в течение нескольких ближайших десятилетий, еще при жизни текущего поколения.

 Перспективы колонизации космоса, сейчас могут показаться полуфантастическими теориями. Но это не голословные прогнозы, они имеют под собой реальную научно техническую и экономическую почву. И современная история знает успешные примеры революционного развития новых сфер деятельности или освоения новых пространств. Таких как, например развитие авиации, которая сделала доступным воздушное пространство, или информационных технологий, до неузнаваемости изменивших возможности и доступность информационного пространства. Эти изменения произошли всего за несколько десятилетий. И ракетно космическая отрасль, благодаря которой дальнейшее освоение космоса сейчас может стоять на повестке дня, тоже прошла путь от нескольких экспериментальных пусков до парка серийных ракет различных классов и мировой спутниковой группировки за несколько десятилетий. Колонизация космоса, по уровню технологий не выходит за рамки возможностей современности и ближайшего будущего. И с технической точки зрения, она будет мало чем отличаться от скачкообразных периодов развития технологий в других областях. Кроме того, что она откроет перед человечеством новое пространство, освоение которого даст толчок к глобальному развитию. Но, конечные результаты которого, будут выходить далеко за представимые сейчас пределы. В этом смысле, космическая экспансия действительно открывает перед человечеством фантастические перспективы. 

 Предложенный сценарий развития космической индустрии, позволяет дать старт процессу индустриального освоения космоса, в ближайшее время, в перспективе нескольких лет. При этом предыдущие наработки космической деятельности будут использоваться в качестве базиса, а дальнейшие шаги в модернизации и росте космической индустрии станут делом техники. Реализация предложенной, или подобной ей концепции фактически откроет перед человечеством дверь в космическую эру.

 

 Другие идеи, предлагаемые мной для реализации, в основном связаны с разными вариантами использования потенциально космических технологий в различных массовых сферах. 

 Такие как:  

 Метод культивации пищевых организмов на искусственном или биологическом субстрате

 Искусственное выращивание пригодных для питания быстрорастущих организмов, с использованием простых пищевых цепей для повышения пищевой ценности конечной биомассы. Последовательной культивации, сначала бактерий питающихся простым искусственным субстратом, потом микроскопических рачков, питающихся бактериями.  

 Такой способ возобновления пищевых ресурсов, может быть, применим в длительных пилотируемых полетах вдали от орбиты земли, или для обеспечения пищевыми продуктами экипажей обитаемых инопланетных баз. В отличие от известной концепции «Космических оранжерей», предполагающих отведение под посевы растений больших площадей. И соответственно ставящих перед необходимостью создания специальных «Оранжерейных модулей». Культивация микроорганизмов на искусственном субстрате, водороде и или простейших органических веществах, возобновляемых системами жизнеобеспечения. С последующей культивацией планктонных рачков на биомассе этих микроорганизмов. Позволяет обеспечить экипажи возобновляемой пищей без отведения больших площадей под посевы растений. Бактерии и планктонные рачки растут значительно быстрее растений, что позволяет культивировать их в достаточных количествах в малом объеме. «Пищевые инкубаторы», для выращивания рачков на синтетическом субстрате, относительно компактные устройства, размером приблизительно с холодильник. И их можно разместить внутри стандартных обитаемых модулей или станций, без стеснения внутреннего жизненного пространства.

 Этот метод так же может быть использован для выращивания рачков или мелкой рыбы в крупных населенных пунктах. В больших объемах и без ощутимого ущерба для жизненного пространства. «Микро креветочные», или рыбные фермы, работающие за счет культивации первичной биомассы бактерий на дешевом субстрате, например на природном газе, можно разместить в подвалах домов или подсобных помещениях. И у жителей всегда будет свежая креветочная паста или рыбный паштет, дешевые и доступные белковые продукты. 

 Последовательную культивацию организмов на естественном, биологическом субстрате можно использовать для модернизации традиционного сельского хозяйства. Или создания отдельного направления фермерства. В этом случае, в качестве субстрата можно использовать отходы традиционного сельского хозяйства, солому или лузгу, отходы переработки древесины, специальные быстрорастущие растения, такие как тростник или влаголюбивые кустарники. В этой методике должны использоваться в комплексе два уже ставших традиционными направления фермерского хозяйства, «Грибоводство» и «Птицеводство». 

 Биологический субстрат «Растительная клетчатка», будет служить питательной средой для бактерий. В процессе усвоения клетчатки бактериями выделяется сахар, который служит основным питательным продуктом для грибов. На стадии разложения субстрата бактериями, он будет служить средой для выращивания грибов, и пока бактерии не съедят всю клетчатку, с субстрата можно собрать несколько урожаев грибов. Когда клетчатка закончится, в субстрат подселяются дождевые черви. Субстрат, содержащий большое количество почвенных бактерий и остатки грибного мицелия, богатые белком, служит качественным питанием для червей. После того, как черви съедят основные запасы белка в субстрате, они скармливаются птицам в качестве естественного белкового корма. Остатки субстрата богатые почвообразующим компонентом «Гумусом», могут быть использованы в качестве органического удобрения. Помет птиц и другие побочные продукты направляются в цикл. Технология практически безотходная, так как дает только полезные продукты, грибы, птиц и гумус.

 Эта методика может быть использована как для повышения продуктивности традиционного сельского хозяйства, так и для развития фермерства без традиционной обработки земли и выращивания культурных растений. Питательным субстратом в этом случае будет клетчатка естественного происхождения, из древесины, дико растущего тростника или лесного опада, состоящего из сухих листьев, мелких веток и хвои опавших с деревьев. «Субстратное фермерство», можно развивать за пределами зон традиционного земледелия, например в степях, или лесах Сибири, где в изобилии имеются ресурсы клетчатки естественного происхождения сухая трава, или быстрорастущие «Болотные» кустарники, с лесным опадом. Это направление менее затратно, так как не требует обработки земли и специальной инфраструктуры и более экологично, так как позволяет использовать ресурсы естественной экосистемы без ее уничтожения.

 Новые модификации твердотопливных газогенераторов.

 Газогенераторы, это устройства преобразующее твердое топливо в горючий газ. Они позволяют автомобилям или мобильным электрогенераторам работать на каменном угле, древесных гранулах или сухой древесине. Газогенераторы, известны достаточно давно. Они активно использовались в начале двадцатого века, когда началось крупносерийное производство автомобилей, но бензин еще оставался редким и дорогим. Или во время второй мировой войны, когда был дефицит нефтепродуктов, но оставалась острая необходимость поддержания грузового автотранспортного сообщения. Но газогенераторы традиционных модификаций довольно громоздкие устройства, неудобные в эксплуатации, и топливный газ, который они вырабатывают, имеет низкую калорийность, что снижает мощность двигателей.

 Газогенераторы традиционных схем не имеют широкого распространения, несмотря на глобальный дефицит нефтепродуктов и постоянный рост цен на нефтяное топливо. Но новые модификации газогенераторов, которые можно сконструировать с использованием теоретически наработок по перспективным космическим проектам, могут быть более компактными, более удобными и генерировать более калорийный газ, не уступающий по энергетике традиционному бензину или пропану. Что позволит широко использовать в качестве автомобильного топлива дешевую и доступную, сухую растительную биомассу. Или заменять нефтяное автомобильное горючее каменным углем, в случае необходимости. Доступные запасы угля значительно превосходят запасы нефти, основные источники нефти могут быть исчерпаны в пределах ближайших десятилетий. И если к этому времени не появятся принципиально новые источники энергии и горючего, то технологии использования угля в качестве автомобильного топлива могут оказаться очень кстати.

 Химические ракетные двигатели новых типов, такие как:

 «Буферный» твердотопливный двигатель, в котором топливо проходит через стадию плавления, под действием пламени промежуточного «Буферного топлива», после чего расплавленная топливная масса сгорает в распыленном состоянии в отдельной камере. В отличие от традиционного двигателя на твердом топливе, в котором топливная масса представляет собой пиротехнический состав, слой которого покрывает внутренние стенки ракеты и горение которого практически не управляемое. Горение топлива, проходящего через стадию плавления, можно контролировать. И кроме того, в отличие от традиционного окислителя – «Перхлората аммония», дорогого и образующего при горении ядовитые соединения хлора. Основной окислитель легкоплавкого топлива Буферного двигателя, «Нитрат аммония», или «Аммиачная селитра», не выделяет при горении токсичных продуктов и стоит примерно в десять раз дешевле. Около 70% массы твердого ракетного топлива приходится на окислитель, поэтому десятикратное снижение стоимости окислителя даст существенную экономию на стоимости пусков, для твердотопливных ракет или с участием дополнительных ускорителей, на твердом топливе.

 «Буферный двигатель на вязко текучем топливе», в котором, основное топливо находится в виде вязкой суспензии. С большим содержанием твердых примесей и сгорает в отдельной камере под действием струй раскаленного газа, истекающего под высоким давлением, способных эффективно распылять и воспламенять вязкое топливо. Двигатель на вязкой топливной массе, представляет собой нечто среднее между жидкостным двигателем с «Без насосной системой подачи топлива», методом вытеснения из баков сжатым газом и традиционным двигателем на твердом топливе. Но вязкое топливо обладает определенными преимуществами по сравнению с традиционными, жидким и твердым топливом. Оно имеет более высокую плотность, а значит, в баки одинакового объема вязкого топлива войдет больше, чем жидкого, что позволяет снизить относительный вес топливных баков. И твердые компоненты топлива, такие как порошки легких металлов или их водородных соединений – «Гидридов», имеют более высокую калорийность, чем жидкие, а значит, вязкое топливо может обладать и более высокой энергетикой, чем жидкое.

 «Вязко топливный двигатель», может быть удобным для многоразовых дополнительных ускорителей или первых ступеней. Кроме того, что он имеет относительно высокие характеристики по калорийности и плотности топлива, он еще и очень удобный в эксплуатации при многоразовом использовании. Процесс заправки вязким топливом мало отличается от заправки обычных топливных баков. И для него не требуется демонтаж двигателя с множеством трудоемких операций, как для многоразовых ускорителей на твердом топливе.  

 «Газоструйная» система распыления вязко топливного двигателя, может использоваться для модернизации традиционных двигателей внутреннего сгорания

 Она позволяет уверенно распылять и воспламенять практически любое горючее, при этом не требуется обязательное высокое давление в цилиндрах, как для дизеля, или высокая температурная устойчивость горючего, как для карбюраторных или инжекторных двигателей. А значит, поршневой двигатель, оснащенный газоструйной системой распыления топлива, будет сочетать в себе лучшие качества дизеля и карбюраторного двигателя. Такие как легкий старт, высокая мощность, низкий расход топлива и неприхотливость в выборе горючего. 

 Поршневой двигатель с газоструйной системой подачи топлива, сможет потреблять любое жидкое горючее, от бензина или спирта, до растительного масла или топочного мазута, при этом, работа двигателя и токсичность выхлопа практически не будут зависеть от свойств горючего. Что позволяет сконструировать с использованием газоструйной подачи топлива универсальный, многотопливный двигатель. 

 Особенности газоструйной системы подачи топлива позволяют двигателям потреблять не только жидкое горючее, но и твердое, порошковое топливо. Что дает возможность сконструировать биотопливный двигатель, рассчитанный на потребление дешевой растительной клетчатки в виде мелкодисперсного, легкосыпучего порошка. Порошковая топливная система, может служить одним из перспективных вариантов массового использования дешевого и изобильного, возобновляемого биологического горючего, наряду с новыми модификациями биотопливных газогенераторов.

 

 Предложенные мной идеи в области колонизации космоса и коммерциализации разного рода технологий в массовых потребительских секторах, представляют потенциальный интерес для инвесторов, и их реализация может способствовать развитию прогресса в разных областях.

 

  Космоплан Дворецкого.  

 Концепция «Солнечного космоплана», универсального космического, транспортного корабля работающего за счет солнечной энергии.

 Проект участника группы «Космическая экспансия», «Льва Дворецкого», это концепция универсального космического аппарата, использующего для движения солнечную энергию. В версии аппарата, способного стартовать с земли и выходить на орбиту с использованием только собственных двигателей, подобно «Аэрокосмическому самолету», аппарат предполагается назвать «Стратокосмоплан». Но эффективность современных, серийных пленочных фотоэлементов не дотягивает до нужного уровня, который позволил бы аппарату выйти на орбиту без химических ракет, поэтому первой модификацией солнечного «Космоплана», по всей видимости, будет чисто орбитальный аппарат – «Геллиокосмоплан». Он будет выводиться на орбиту химической ракетой, и по сути будет представлять собой разновидность орбитального буксира. Но это будет очень легкий, мощный и маневренный аппарат, потенциально способный составить основу орбитальной транспортной системы первого поколения. В дальнейшем, когда появятся более совершенные типы пленочных фотоэлементов, можно довести до реализуемого варианта и концепцию Стратокосмоплана. Космический транспортный корабль, способный выходить на орбиту на своих двигателях, без использования ракет, позволит быстро и не дорого развивать орбитальные транспортные системы.  

 Преимущества универсального солнечного корабля.

 Концепция аппарата на солнечной энергии была выбрана потому, что двигатели на солнечной энергии, из всех других типов реактивных двигателей с внешним подводом энергии, самые чистые и универсальные. Они потенциально способны служить силовыми установками кораблей будущего, на которых можно будет свободно передвигаться в космическом пространстве.

  Двигатели с внешним подводом энергии, отличаются от привычных химических двигателей тем, что черпают энергию для создания движущей тяги не из химических реакций горения топлива в окислителе, которая запасена в топливе, а используют энергию, подводимую извне. Они могут получать энергию от атомных генераторов, в виде тепла или электрического тока. От солнца, обычно в виде электрического тока вырабатываемого солнечными генераторами. Или от внешнего, искусственного источника излучения, такого как, например лазерного или микроволнового луча. Каждый из этих источников внешней энергии имеет свои преимущества и свои ограничения.  

 Особенности атомных двигателей с «Внешним подводом энергии».

 Атомные источники энергии потенциально могут иметь высокую мощность, в этом их основное преимущество. Их основные недостатки в том, что они дороги и являются источниками повышенной радиационной опасности. Атомные генераторы используются на некоторых спутниках или межпланетных зондах, оснащенных электрореактивными двигателями. Есть проекты более мощных «Термических» атомных двигателей, в которых тепло от реакторов используется не для преобразования в электричество, при помощи «Термоэмиссионных» генераторов, а для прямого нагревания рабочего тела – водорода. Скорость истечения водорода примерно в два раза превышает скорость истечения реактивных струй лучших химических двигателей работающих на паре «Водород – кислород». Что делает термические двигатели соответственно в два раза более экономичными. Термические ядерные ракетные двигатели, имеют высокую мощность, они принципиально пригодны для старта с земли, их экономичность позволяет снизить относительный вес топлива или рабочего тела, относительно «Сухой массы аппарата» примерно в десять раз. Запас топлива в баках термического двигателя на водородном рабочем теле, необходимый для выхода на орбиту, должен в 3 – 4 раза превышать сухую массу аппарата, в то время как у большинства химических ракет вес топлива на старте, примерно в 30 – 40 раз превышает массу выводимой полезной нагрузки. То есть, такому аппарату для выхода на орбиту ракета не нужна, он может достичь орбиты за счет собственного двигателя и сравнительно небольшого запаса топлива в баках. 

 Термические двигатели мощные, но не слишком экономичные для перелетов между орбитами, поэтому после выхода на орбиту, атомный источник тепла может быть использован для питания термоэмиссионного электрического генератора. Благодаря возможности использовать атомный реактор в двух режимах, как источник внешнего тепла для термического двигателя и теплового электрогенератора, который в свою очередь будет питать космический, электрореактивный двигатель. Есть принципиальная возможность создания универсального атомного корабля, способного стартовать с земли без ракеты и свободно летать в космосе за счет своего двигателя. «Атомный космоплан», можно было бы считать прекрасной альтернативой современным ракетам и перспективным орбитальным буксирам, если бы не один существенный недостаток ядерных источников энергии, сильной радиации, от которой практически невозможно защитится, так как легкий космический корабль не потянет вес противорадиационной защиты. И у атомных генераторов, кроме радиации, есть еще один серьезный недостаток, высокая цена. Поэтому, атомные корабли, если и будут созданы в будущем, то никогда не получат широкого распространения. Они будут редкими, и использоваться для специальных целей, таких как, например запуски мощных зондов к отдаленным планетам или в перспективных системах защиты от астероидов.  

 Особенности двигателей с «Внешним подводом», на солнечной энергии.

 Солнечные генераторы и двигатели с внешним подводом энергии, первоисточником которых служит излучение солнца, на сегодняшний день, имеют самое широкое распространение. Преимущества солнечных генераторов, в том, что их источник энергии практически неисчерпаемый, чистый и повсеместно доступный в условиях космоса. Кроме того, преобразователи солнечной энергии, широко распространенные сейчас фотоэлементы, а так же возможно, термоэмиссионные и турбинные генераторы, или концентраторы для термических двигателей, дешевы и их производство, можно запустить в серию без особенных затрат. Низкая цена, повсеместная доступность и чистота солнечной энергии, делают солнечные генераторы потенциально массовыми. 

 Основной недостаток солнечных источников энергии, в том, что они относительно маломощные. Их энергетики достаточно для питания орбитальных электрореактивных двигателей. И сейчас остаются неиспользованными технические возможности повысить мощность космических солнечных панелей в десятки и сотни раз. Так как в серийное производство пошли новые типы пленочных фотоэлементов, микронной толщины, обладающих крайне высокой удельной (Относительно собственного веса) энергетикой. И вообще в последнее время идет быстрый прогресс в области совершенствования фотоэлементов. Новые тонкопленочные фотоэлементы дают возможность создания космических двигателей двигательных блоков нового поколения, способных заменить химические ракетные двигатели на орбите. Но их мощность остается слишком низкой для возможности создания солнечных двигателей, способных выходить на орбиту с земли за счет собственной тяги.  

 Источники энергии для двигателей с внешним подводом, работающие от искусственных источников излучения, в настоящее время не используются. Но есть множество перспективных проектов рассчитанных на двигатели такого типа, реализуемых с технической точки зрения и имеющих высокую эффективность. Поэтому двигатели, работающие от искусственных источников излучения, наверняка получат распространение в течение ближайших десятилетий.

 Особенности двигателей с «Внешним подводом», на энергии излучения от искусственных источников.   

 Принцип искусственного подвода излучения заключается в передаче энергии в виде узконаправленного луча на большие расстояния, от какого то доступного и мощного ее источника, например электростанции. Энергия преобразуется в луч электромагнитного излучения, например лазерный или микроволновый и в таком виде передается на большую высоту или в космос.  

 Попадая на приемник, энергия луча передается двигателю, преобразующего ее в кинетическую энергию рабочего тела и реактивной струи, создающей реактивную тягу. Лучевая энергия может передаваться в двигатель разными способами, через электрогенератор, преобразующий ее сначала в электрический ток, для питания электроракетного двигателя, или механической лебедки, в случае двигателя для тросовых систем. Или поступать в двигатель прямо в виде излучения, например, нагревать плазму микроволновым лучом сконцентрированным системой отражателей. 

 Искусственный подвод излучения обладает рядом преимуществ, перед использованием естественной, солнечной лучевой энергии. Он дает высокую плотность лучевой энергии поступающей на приемник, что позволяет соответственно получать большую мощность для питания двигателя с использованием сравнительно легких и компактных приемников или преобразователей. Что в свою очередь позволяет создавать на этом принципе дешевые и эффективные транспортные корабли, достаточно мощные, для использования в качестве средств выведения. 

 Мощность, легкость, относительная простота и невысокая стоимость двигателей использующих внешнюю энергию, подводимую в виде искусственного излучения, позволяет развивать на их основе инфраструктурные системы выведения нового поколения, сочетающие в себе основные преимущества традиционных ракет на химическом топливе  и перспективных высокоэффективных двигателей будущего.

 Например, электростанция, расположенная на земле, или на орбите, и питаемый ей мощный источник узконаправленного излучения, лазерного или микроволнового, подсвечивают лучом небольшие «Фотонно реактивные» ракеты. Двигатели этих ракет, благодаря мощному источнику энергии имеют достаточно высокую мощность при сравнительно низкой массе. По соотношению веса и мощности, они будут ближе к химическим двигателям, чем к ядерным, термическим или электрореактивным двигателям орбитальных кораблей. Стартовая масса таких ракет будет только в несколько раз превышать вес выводимой ими полезной нагрузки, поэтому, они могут служить недорогим средством выведения, расходующим топливо в десять раз экономнее химических ракет. Но при этом для их производства не потребуются какие либо «Сверх технологии» с неподъемно высоким уровнем сложности и стоимости. Производство таких двигателей и ракет, можно уверенно освоить на современном  уровне развития технологий или в недалеком будущем. Остается нерешенной проблема с источником излучения, лазеров подходящей мощности нет, к тому же лазеры устройства довольно сложные и не очень эффективные, их коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего. Но для подсветки «Фотонно термических двигателей», можно использовать и микроволны. «Микроволновые пушки» значительно проще лазеров и у них высокий КПД, близкий к стопроцентному.

 На мой взгляд, фотонные, термические ракеты с подсветкой от искусственных источников имеют все шансы стать одним из основных средств выведения в обозримой перспективе. Но у транспортных систем, работающих на этом принципе, есть серьезные ограничения, не позволяющие им стать по настоящему, универсальным транспортным средством. Это привязанность к генераторам лучей подсветки. Из-за расхождения узконаправленных лучей, лазерного или микроволнового излучения, эффективная дальность передачи энергии таким методом, будет не выше нескольких тысяч километров. На практике, скорее всего меньше, где то в пределах тысячи километров, потому что более удобные микроволновые лучи имеют расхождение выше лазерных и точность фокусировки лучей может снижаться из-за действия атмосферы или технических погрешностей генераторов излучения. Контрольные значения расхождения лучей лазеров, или микроволновых пушек, получены в почти идеальных условиях, излучатели промышленной мощности, вряд ли будут иметь точность лабораторных приборов.  

 Тысяча километров, по космическим меркам, расстояние не большое. Его может быть достаточно, для того, чтобы придать аппарату орбитальную скорость, но «Двигать корабли по орбите» лучами с нескольких станций подсветки будет невозможно. Фотонно термические ракеты, можно будет запускать только из одной точки по одному маршруту. То есть этот принцип можно использовать для создания новых инфраструктурных систем выведения или повышения орбиты, используемых только для доставки грузов на орбитальные станции или перевода грузов с околоземной орбиты на лунную. Но создать на этом принципе по-настоящему универсальный корабль, не привязанный к инфраструктурным системам и постоянным маршрутам. Созданный «Для свободного полета», практически невозможно.

 У типично инфраструктурных транспортных систем, кроме привязки к постоянным маршрутам, есть и еще одно серьезное ограничение, высокая стоимость проектов. Один, отдельно взятый корабль инфраструктурной транспортной системы, мало чего стоит, если вообще способен к полету. Инфраструктура дает выигрыш, только когда она работает как единое целое. А инфраструктурные системы, как правило, дорогие, и делаются для выполнения одной задачи или небольшого узкого круга задач. Например, инфраструктурная система выведения на орбиту, при помощи монтажа легких модульных блоков выводимых легкими ракетами, описанная выше, адаптирована для выведения спутников, но вряд ли подойдет для отправки экспедиций к другим планетам. Инфраструктурная транспортная система «Луна  - околоземная орбита», будет создаваться с одной конкретной целью, освоения лунных ресурсов на орбитальных станциях. Привязка к конкретным проектам и узкому кругу задач, тоже не придает инфраструктурным системам универсализма.    

 Особенности концепции «Солнечного космоплана»

 «Космоплан Дворецкого» еще на стадии концепции, задумывался как универсальный корабль, для решения широкого круга задач. Отправки зондов на другие планеты и астероиды, развития транспортных систем, галактического масштаба, защита земли от астероидов, поддержка первых опытных проектов марсианских экспедиций и опытно промышленных баз в дальнем космосе, дальше луны. Космоплан не должен быть привязан к инфраструктурным системам. И должен быть рассчитан на потребление чистого, повсеместно доступного источника энергии. Это должен быть прообраз универсального корабля будущего, способного свободно передвигаться в пределах солнечной системы. Солнечное излучение оптимальный вид энергии для такого корабля, несмотря на его рассеянность и относительно низкий потенциал.

 Низкая энергетика солнечного излучения, это основная проблема, стоящая перед реализацией концепции универсального солнечного корабля на практике. Основные ограничения в концепции этого аппарата, связаны с ограниченной мощностью его источников энергии и соответственно ограниченной мощностью его двигателей. Из-за низкой мощности, космоплан может быть только крайне легковесным аппаратом, с высокой площадью солнечных батарей, имеющим больше общего с воздушным змеем, чем с ракетой или самолетом. Приблизительный вес космоплана, будет на уровне нескольких десятков килограмм. Его солнечные генераторы, должны быть сделаны из тончайших пленок и сверхлегких несущих ферм. Силовой установкой, должен служить плазменный двигатель, возможно многотопливный или двухрежимный, «Плазменный – химический», в зависимости от модификации.

  Конструкция «Космоплана Дворецкого».  

 «Однодвигательная схема» орбитального «Гелеокосмоплана».

 По конструкции, орбитальный аппарат «Гелиокосмоплан», может быть с одним двигателем, с солнечной панелью в виде стреловидного крыла, с углом стреловидности около 45%. В однодвигательной схеме, двигатель, должен быть размещен сзади, между крыльями, в центре тяжести аппарата. Двигатель, должен быть с изменяемым вектором тяги. Управление аппаратом за счет отклонения двигателя, расположенного в центре тяжести, делает его очень маневренным и позволяет ориентировать солнечные панели на солнце при движении любым курсом. Однодвигательная схема со стреловидной солнечной панелью, простая и удобная. Но стреловидная солнечная панель имеет относительно низкую площадь и низкую механическую прочность. Поэтому стреловидная панель пригодна для орбитальных буксиров, но не может применяться для полетов в атмосфере, где она будет слишком малоэффективна и не выдержит веса аппарата при приемлемых весовых ограничениях. Стреловидная панель может работать только на орбите, в условиях микро гравитации.  

 «Двухдвигательная схема» универсального «Стратокосмоплана».

 Для аппарата способного стартовать и выходить на орбиту из атмосферы, «Стратокосмоплана», должна использоваться схема с одним крылом, простой геометрии, круглым, квадратным, или ромбообразным, и двумя двигателями, размещенными по бокам, на концах крыла. Управление аппаратом должно осуществляться за счет отклонения вектора тяги двигателей. Что так же делает двух двигательный аппарат маневренным и позволяет в космосе ориентировать панель на солнце при любом курсе. Но панель двух двигательного аппарата имеет более высокую площадь и механическую прочность, двигатели, расположенные по бокам, более равномерно распределяют нагрузку на несущие фермы аппарата. Что позволяет использовать такую панель в качестве крыла при полете в атмосфере. Двух двигательный космоплан, на орбите может работать и с одним двигателем, почти без потерь маневренности. Хотя, один работающий двигатель не позволит свободно ориентировать панель на солнце.  

 Солнечные генераторы «Космопланов Дворецкого».

 В качестве источников энергии орбитальных гелеокосмопланов, могут использоваться серийные тонкопленочные фотоэлементы. Фотоэлементов достаточно легких для аэрокосмических стратокосмопланов в серийном производстве сейчас нет. Но возможно в ближайшем будущем появятся более легкие модификации пленочных фотоэлементов. А так же возможно будут разработаны принципиально новые фотоэлементы, работающие не на полупроводниковой пленке, а на нано антеннах – «Ректеннах», из  сверхтонкой проволоки, или углеродных нанотрубок. Фотоэлементы на ректеннах, могут иметь более высокий КПД, до 30 – 50 процентов. Против 9 – 15% у полупроводниковых фотоэлектрических пленок. Особенно, эффективными могут быть фотоэлементы, состоящие из сплетенных в ткань углеродных нанотрубок, обладающих подобной диодам, «Односторонней» проводимостью. Такая, фотоэлектрическая «Наноткань», потенциально способная обладать всеми необходимыми для панелей стратокосмопланов характеристиками. Сверхлегкая, прочная, с высоким КПД и не нуждающаяся в специальных проводах для отвода энергии, благодаря хорошей проводимости нанотрубок. Современные наработки в области производства нанотрубок не позволяют пустить в серию фотоэлектрическую ткань подобного рода. Но в последнее время идут интенсивные исследования в области новых технологий производства нанотрубок, возможно они приведут к нужным результатам в близкой перспективе.   

 Двигатели «Солнечных космопланов».

  Двигатели орбитальных космопланов, должны использовать в качестве топлива, легкий металл – «Литий» в виде дробовидных шариков. Литий, отличается низкой температурой плавления 180 градусов Цельсия, поэтому, шарики лития можно легко расплавить в системе подачи топлива двигателя. В основном баке, шарики можно хранить в твердом виде, но непосредственно перед подачей в двигатель, они должны плавиться, в небольшой промежуточной камере. Твердые шарики, имеют высокую сыпучесть, сравнимую с текучестью жидкости, что облегчает заправку ими топливных баков. Но в отличие от жидкости, металлические шарики легко выдерживают космический холод, и перегрев до 100 градусов. И не будут вытекать из баков, если их пробьют небольшие метеорные пылинки. Кроме того, литий хорошо проводит электричество, имеет сравнительно низкую, для металлов, температуру кипения, 1342 градуса Цельсия. И его пары легко переходят в состояние плазмы, что делает его очень удобным рабочим телом для плазменных двигателей. В более отдаленной перспективе, когда появятся новые модификации плазменных двигателей, с менее высокими запросами к свойствам потребляемого рабочего тела, возможно вместо дорогого лития перейти на топливные гранулы из карбамида или нитрата аммония. Это дешевые широко распространенные вещества, которые используются в качестве удобрений.

  Двигатель аэрокосмического космоплана, должен быть двухрежимный, способный работать как химический и как плазменный. И двух топливный, потребляющий в «Ракетном режиме», традиционное химическое топливо, пару «Водород – кислород». Но так же имеющий возможность перехода в «Термический» режим работы, при котором жидкое рабочее тело – Водород, нагревается до температуры около 3 тысяч градусов за счет электрической энергии, без горения. И возможность работать в космосе, как электрореактивный двигатель на «Долгохранимом» топливе – шариках металлического лития. 

 Многорежимный двигатель для стратокосмоплана нужен, потому, что плазменный двигатель не имеет достаточной тяги, чтобы покинуть атмосферу и выйти на орбиту в режиме малой тяги и малого расхода топлива. Для повышения мощности на участке выведения должен использоваться термический двигатель, работающий на водороде, так как водород самое легкое и самое эффективное рабочее тело. Его вес всего два грамма на единицу стандартного газового объема, для сравнения у воды этот показатель 18 грамм, у пары «Керосин – кислород» в среднем, около 30 грамм. И у водорода самая высокая скорость истечения, около 10 километров в секунду, при температуре типичной для химических двигателей. Что в два раза превышает эффективность лучшей химической пары «Водород – кислород». 

 Но и мощности термического двигателя может быть недостаточно, особенно на начальных участках траектории, когда аппарат будет лететь при стопроцентной гравитации и встречая сопротивление воздуха. Чтобы облегчить двигателям космоплана задачу, на начальных участках траектории выведения они должны работать на химическом топливе потребляя водород вместе с окислителем кислородом. По мере разгона, доля химической энергии и потребляемого окислителя в двигателе будет снижаться. И двигатель будет постепенно переходить в режим термического, использующего водород преимущественно в качестве рабочего тела, а не горючего. При скорости около 4 километров в секунду, около половины орбитальной, доля термического двигателя должна превысить половину. Такая смена режимов работы, позволит получить высокую тягу на старте, но вместе с тем, многократно снизить массу топлива, необходимого для выхода на орбиту. На чисто химическом двигателе, космоплан не сможет взлететь, потому что окажется перегруженным горючим, на чисто термической тяге, он не сможет выйти из атмосферы и пройти первую половину траектории. Комбинированная силовая установка, позволяет сочетать оптимальные характеристики двигателя при использовании химического и термического режимов работы.

  По конструкции двигатель стратокосмоплана, представляет собой два плазмотрона расположенных один за другим и имеющих одно выходное отверстие. Небольшой плазмотрон, работающий на литии, должен быть размещен на входе в более мощный двигатель, так же имеющий электромагнитные обмотки. Второй плазмотрон, должен работать на старте на жидком топливе, при этом первый, своим выхлопом из литиевой плазмы, должен поджигать и ионизировать рабочее тело жидкостного плазмотрона. На орбите обмотки второго плазмотрона, должны придавать дополнительное ускорение проходящей через них струе плазмы, истекающей из первого плазмотрона. Работая в качестве «Ускорителя плазмы», что сможет увеличить импульс двигателя без повышения температуры плазмы.  «Двухконтурная» схема плазменного двигателя, стратокосмоплана, позволит оптимально использовать возможности плазмотронов работающих на жидком топливе и литии на всех режимах работы. При этом двухконтрурный плазменный двигатель относительно легкий, и может давать некоторые дополнительные возможности. Такие как, использование жидкого рабочего тела, которое можно получить в космосе, например, жидкий кислород или воду, которые можно подавать во второй контур, увеличивая тягу и снижая расход литиевых шариков.

 Во время полета в атмосфере, второй контур двигателя космоплана, должен работать на забортном воздухе. Воздух при этом будет «Поджигаться» струей литиевой плазмы и нагреваться электрическим током, как рабочее тело в термическом режиме. Заправленный топливом аппарат, прежде чем стартовать из атмосферы должен набрать высоту в 30 – 50 километров. Стратокосмоплан - аппарат очень легкий, похожий на гигантский воздушный змей, что позволит ему набирать большую высоту, летая в разреженном воздухе. На высоте атмосферного «Практического потолка» стратокосмоплан, должен переходить на топливо, запасенное на борту. Старт из стратосферы даст возможность сильно снизить сопротивление воздуха, примерно на 99% не расходуя при этом запасенное в баках топливо на набор высоты.   

 Предназначение «Космоплана Дворецкого».

 Космоплан, слишком легкий и маломощный корабль чтобы использовать его в качестве альтернативного средства выведения. Полезная нагрузка, которую он может вывести на орбиту, находится в пределах от одного, до десяти килограмм и гораздо более резонно использовать мизерный лимит грузоподъемности этого аппарата, чтобы взять на борт дополнительное топливо или оборудование, чем выводить какие-то коммерческие грузы. Которые, к тому же дешевле выводить обычными химическими ракетами. Но в космическом пространстве, энерговооруженность и мощность этого аппарата довольно внушительные, несмотря на его легковесность. Космоплан при собственном весе в несколько десятков килограмм, будет уверенно буксировать грузы до нескольких десятков тонн, и он сможет с легкостью перемещать по орбите спутники весом от нескольких сонет килограмм, до нескольких тонн. А, кроме того, в космосе космоплан будет сам по себе очень маневренным и быстрым, его малый вес в сочетании с высокой тяговооруженностью, позволит ему без серьезной нагрузки, делать быстрые перелеты между орбитами. Притом, не только в орбитальном пространстве земли, но и на межпланетных траекториях. Космоплан, сможет делать рейсы к Марсу, Астероидам, или спутникам планет гигантов в несколько раз быстрее, лучших межпланетных кораблей современности или проектируемых сейчас перспективных орбитальных буксиров.  

 В настоящее время, создание такого солнечного аэрокосмического корабля как стратокосмоплан, экономически не выгодно. Сделать простой буксир с пленочными солнечными батареями и вывести его химической ракетой дешевле. К тому же сейчас нет технических возможностей сконструировать такой аппарат. Его концепция рассчитана на перспективные технологии, которые могут стать доступными в недалеком будущем. И кроме того, в создании такого аппарата сейчас, нет никакой жизненной необходимости. Существующие технологии вполне позволяют конструировать орбитальные транспортные корабли нового поколения, имеющее несравненно более высокую эффективность, чем транспортные системы современности. Но реализация концепции космоплана, позволяет сделать стратегически важный шаг в освоении космоса. Прыгнуть через ступеньку в смене поколений перспективных транспортных космических систем. Сразу получить задел для создания транспортного корабля будущего. По настоящему универсального, быстрого и мощного, способного выполнять множество разнообразных задач и служить средством освоения солнечной системы.

 Космоплан прекрасно подходит в качестве легкого зонда для изучения астероидов. Хотя финансирование этого проекта только как научного, в общем не имеет смысла, реализация проекта ради нескольких кораблей обойдется слишком дорого. Но для дальнейших шагов в освоении астероидов, проект космоплана может оказаться очень полезным. Если поставить производство этого аппарата на поток и выпускать его крупносерийно, стоимость одного отдельно взятого космоплана резко снизится. Тогда в пояс астероидов можно будет запускать тысячи подобных кораблей, которые смогут его детально обследовать. После чего, разместить на нужных астероидах легкое добывающее оборудование и обеспечить его энергией за счет своих мощных солнечных панелей. И на землю полетят вереницы кораблей нагруженных астероидными ресурсами. Драгоценными металлами и редкоземельными элементами необходимых в производстве ноутбуков, роботов и сотовых телефонов. А так же воды и органических веществ, необходимых на околоземных орбитальных станциях. Словом, космическая промышленность начнет делать свои первые шаги по колонизации солнечной системы. И при помощи космоплана, эти первые шаги можно сделать с относительно низкими затратами, без сверхдорогих крупномасштабных инфраструктурных проектов. Развитие инфраструктуры и космической промышленности в дальнейшем все равно понадобится, но это будут следующие, более масштабные шаги. В колонизации космоса важно сделать первый шаг, за которым последует дальнейшее развитие внеземной индустрии. И чем быстрее будут сделаны первые шаги, тем быстрее начнется переход человечества в космическую эру. А как известно, высокие затраты, один из главных препятствующих факторов для развития новых космически программ, поэтому, чем меньше затраты, тем быстрее будут сделаны первые шаги.   

 Автор концепции космоплана, первоначально предполагал использовать этот аппарат для полетов на Марс. Но возможности этого корабля позволяют ему найти множество более практичных областей применения.

 На мой взгляд, основная потенциальная практическая сфера деятельности космоплана, освоение астероидных ресурсов. Но эти аппараты, так же смогут выполнять множество самых разнообразных задач, таких как, разведка и исследования, быстрое налаживание транспортного сообщения, быстрое развертывание легкой, добывающей и промышленной инфраструктуры. На базе космоплана, возможно создание космического бомбардировщика, способного стать основой систем защиты от астероидной угрозы, и космического истребителя, способного служить сдерживающим фактором в конфликтах будущих космических промышленных корпораций. В общем, благодаря своей скорости, универсализму и тяговооружонности, а так же относительно малым затратам на производство широкой серией, космоплан способен взять на себя роль «Легкой кавалерии», на первых этапах освоения солнечной системы. У космопланов низкая мощность, поэтому при развитии тяжелой промышленности в космосе, корабли подобного рода, скорее всего, отойдут на второй план, но они могут сыграть свою роль в качестве «Авангарда» индустриального освоения солнечной системы.

  

 Проект Екатерины Сбитяковой, «По следам Аполлонов».

Проект Екатерины Сбитяковой предполагает серию повторных исследовательских экспедиций на луну, с целью изучить следы, оставленные на местах посадок американских «Аполлонов».

  Всем хорошо известны многочисленные споры о возможных фальсификациях американских пилотируемых полетов на луну, или их отдельных эпизодов. Эти споры время от времени, то утихают, то разгораются вновь,  но однозначного ответа на вопросы связанные деталями лунных полетов никто дать не может, потому что нет однозначных свежих данных. Повторная разведка мест посадок позволит установить все, что на них происходило со стопроцентной достоверностью. Лунный грунт, в отличие от земного, очень рыхлый и вязкий, в нем любые отпечатки имеют высокую, почти фотографическую точность, схожую с гипсовыми слитками. И на луне из за отсутствия атмосферы следы на местах посадок сохранились свежими, что позволяет при повторной экспедиции, буквально про

Рубрика "Я - Корреспондент" является площадкой свободной журналистики и не модерируется редакцией. Пользователи самостоятельно загружают свои материалы на сайт. Редакция не разделяет позицию блогеров и не отвечает за достоверность изложенных ими фактов.
РАЗДЕЛ: Пользователи
Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции.