На ретроградную орбиту вокруг Солнца через Юпитер (2)
Продолжение темы "Гравитационно-кинетическая КТС для космической обороны Земли"
начало см.здесь
Схема вывода КА на ретроградную околосолнечную орбиту может дополняться и совершенствоваться. Удобна такая модификация: КА отправляются к Юпитеру по параболической траектории (404,7 сут), притормаживаются за счет аэродинамического маневра и переводятся на вытянутые эллиптические орбиты, на которых задерживаются на требуемое время. По команде ЦУП, КА разгоняются в перицентре и переходят на ретроградные околосолнечные орбиты с такими параметрами, что обеспечивается встреча со стартующим с Земли КА в удобное время. Аналогично КА отправляются на ретроградные орбиты, обеспечивающие встречу с межпланетными кораблям, стартующими с Марса и Меркурия. Таким образом, обеспечивается регулярность в использовании потоков кинетической энергии рабочего тела, поставляемых с Юпитера.
Регулярность обеспечивается также использованием помимо Юпитера других планет-гигантов. Вторым по значимости здесь является Сатурн. При ускоренном перелете по параболической траектории, время полета КА сокращается с 6,05 до 2,53 лет. Далее, с использованием вышеуказанного аэродинамического маневра и задержки на эллиптических орбитах, КА по ретроградным орбитам отправляются к Марсу, Земле, Венере и Меркурию, что бы обеспечить старты космических кораблей.
Все вышеуказанные маневры у Юпитера и Сатурна совершаются с запасом топлива, которое было на борту КА в момент их старта от Земли. Соответственно, если обеспечить заправку КА ракетным топливом после их достижения Юпитера или Сатурна, то характеристики рассматриваемой КТС существенно улучшаются.
С точки зрения проблемы создания заправочной станции Сатурн более удобен, чем Юпитер - из-за меньшего гравитационного поля, маневры КА вокруг Сатурна с перелетами к его естественным спутникам проще выполнять. У Сатурна много ледяных небольших спутников на дальних орбитах, на которые не сложно доставить автоматические станции переработки местной воды в ракетное топливо. Ядерная электростанция мощностью 100 кВт даст за 1 год 100 тонн кислородно-водородного топлива. Есть и другие, более эффективные решения, однако о них будет отдельный разговор. Поэтому, если исходить из условия опоры на современный уровень развития техники, то электро-ядерные станции переработки воды в ракетное топливо, размещенные на спутниках Сатурна, обеспечивают удовлетворительное решение задачи дозаправки КА. Дополнительным плюсом здесь является также упрощенная система охлаждения реакторов, т.к. вместо массивных и ненадежных панельных холодильников-излучателей (использующих лучистый перенос тепла), можно использовать охлаждение за счет испарения воды, извлекаемой из местных неограниченных запасов льда.
Сатурн удобен еще и тем, что имеет выгодный для использования сырьевых ресурсов спутник с атмосферой - Титан. Атмосфера Титана упрощает посадку на него КА или перевод КА на орбиту вокруг Титана. Он обладает запасами углеводородов и азота, наличие которых позволяет обеспечить КА не только ракетным топливом, но и рабочим телом для пропеллентных струй или потоков. Современные автоматические станции способны обеспечить производство сырья (арамидное волокно и т.п.) и тросов из него за счет атмосферных ресурсов Титана. Вариант такой перерабатывающей станции, аналогичный системе PROFAC, может быть выведен на орбиту Титана, высотой 1000-1300 км. Не менее перспективным будет использование станции на базе самолета, с ядерным прямоточным двигателем (с конструкцией апробированной еще в прошлом веке). Такие авиапромышленные комплексы, пребывая основное время в толще атмосферы Титана, могли бы периодически выходить на низкую орбиту и использоваться как заправочные станции и базы снабжения КА катушками с рабочим телом в виде тросов. Причем выход может быть не обязательно за счет тяги ядерного прямоточного двигателя - достаточным будет использование обычного ракетного, за счет накопленных запасов топлива. Но с точки зрения простоты и надежности, не менее выгодным могут оказаться напланетные станции переработки углеводородного сырья, продукция которых регулярно доставляется на орбиту вокруг Титана обычным ракетным транспортом (ракетопланами). Расчеты здесь опускаются и переносятся в будущие публикации по этой теме. Таким образом, использование ресурсов естественных спутников Сатурна, максимально упрощает работу КТС, основанную на использовании ретроградных КА. Разумеется, идеалом для развития такой системы, было бы также и производство КА из местных ресурсов (например, посредством использования 3D-принтера), но это требует уже более высокого уровня развития технологий.
Личное дело Титана
Граница атмосферы Титана находится примерно в 10 раз выше, чем на Земле. Минимальная температура около поверхности составляет −180 °C, при увеличении высоты температура постепенно повышается и на расстоянии 500 км от поверхности достигает −121 °C.
Единственными телами в солнечной системе, атмосфера которых в основном состоит из азота, являются Земля и Титан. Атмосфера последнего состоит из азота на 98,4 % и примерно из 1,6 % аргона и метана, которые преобладают в основном в верхних слоях атмосферы, где их концентрация достигает 43 %. Имеются также следы этана, диацетилена, метилацетилена, цианоацетилена, ацетилена, пропана, углекислого газа, угарного газа, циана, гелия. Практически отсутствует свободный кислород.
Титан без малого вдвое массивнее Луны и наполовину больше нее. Поэтому на его поверхности сила тяжести почти лунная: она в 7 раз меньше земной (на Луне - в 6 раз). Вторая космическая скорость на поверхности Титана - 2,6 км/с, на Луне - 2,4 км/с.
В 2012 г. обнаружено метановое озеро глубиной в 1 метр в пустынной экваториальной области Титана. Его длина составляет около 60, а ширина - около 40 километров. Помимо озера были обнаружены ещё четыре водоема. Состав жидкости в озёрах следующий: этан (76-79 %), пропан (7-8 %), метан (5-10 %). Кроме того, озёра содержат 2-3 % цианида водорода, и около 1 % бутена, бутана и ацетилена. Согласно другим данным, основными компонентами являются этан и метан.
Средняя плотность Титана (1,88 г/см³) указывает, что он наполовину состоит из камня (ядро), наполовину из воды (мантия и кора) и покрыт углеводородами. Математические модели предсказывают, что толщина ледяной коры составляет около 50 км, а ниже лежит океан жидкой воды, возможно, с аммиаком. Глубина этого «нашатырного» океана должна достигать сотен километров.
Продолжение следует.
.
.