Больше всего горючего расходует первая ступень. И потому для облегчения и удешевления взлета американец Артур Грэм вместе со своим коллегой, инженером Чарльзом Смитом, в 60-х годах прошлого века предложил применить для разгона ракеты… паровую машину, используя пар как «толкатель» первой ступени ракеты-носителя.
Аппарат для запуска должен представлять собой исполинскую пушку со стволом диаметром 7 м и длиной 3 километра. Используя идею Жюля Верна, изобретатели предлагали разместить его внутри горы вертикально. Для доступа к «казенной части» гигантского орудия в основании горы планировалось пробить туннели. Космический аппарат предлагалось устанавливать на платформу, служившую поддоном при разгоне в стволе. Чтобы уменьшить сопротивление разгону, из ствола откачивался воздух, а дульный срез предполагалось герметизировать специальной диафрагмой.
Стоимость строительства космической пушки оценивалась в 270 млн. долларов. Зато потом пушка может «стрелять» раз в четыре дня, уменьшив стоимость первой ступени ракеты Saturn с 5 млн. долларов до 100 тысяч. При этом, согласно расчету стоимость выведения 1 кг полезной нагрузки на орбиту могла бы упасть с 2500 до 400 долларов. Правда, из-за громадных перегрузок использовать суперпушку для пилотируемых полетов было невозможно.
Космический аппарат Deep Impact сбросил на ядро кометы 377-килограммовую медную болванку.
Однако времена меняются, и сейчас все больше специалистов полагает, что присутствие людей в космосе не так уж и необходимо. Более 90 % всех операций могут выполнить автоматы. А потому идея Жюля Верна вполне может быть осуществлена. Только пушка должна быть не простой, а электромагнитной.
По идее, такой электромагнитный ускоритель не представляет собой ничего сверхсложного, нужно сделать нечто вроде гигантской катушки-соленоида. Вы помните, наверное, школьный опыт — в соленоид вкладывают металлический сердечник и на обмотки подают импульс электрического тока. Сердечник под воздействием силы Лоренца получает ускорение и вылетает из катушки, словно снаряд.
Вся загвоздка в том, что до сих пор нет достаточно мощных конденсаторов, которые бы позволили «снаряду» такой пушки достичь первой космической скорости, поэтому задача решается поэтапно. Американцы сначала хотят создать электромагнитный стартовый ускоритель, который бы разгонял ракету до скорости 900 км/ч, и только с этого момента включались бы ее собственные двигатели. Разработкой подобной технологии вывода полезного груза на орбиту сейчас занимаются ученые и инженеры Центра космических исследований имени Маршалла, расположенного в г. Хантсвилле, штат Алабама.
Идею американцев со своей стороны поддержали специалисты Европейского космического агентства. Процесс микроминиатюризации электроники привел к тому, что эра огромных массивных спутников, по существу, уже миновала. Стало быть, для запуска их на орбиту не нужны мощные ракеты. Можно использовать так называемые рельсовые ускорители — катапульты, использующие для разгона полезной нагрузки импульсы тока высокого напряжения. На дисплеях конструкторов уже проявляются очертания установки длиной 200–300 м, которая сможет отправлять грузы на орбиту. Для лучших условий пуска такую установку предполагают установить высоко в горах.
Ну, а чтобы проверить на практике правильность инженерного решения тех или иных узлов, конструкторы намерены вскоре построить сравнительно небольшую 22-метровую установку, которая сможет забрасывать снаряды массой в 4 кг на высоту 140 км.
Разработаны сейчас и первые «снаряды» для космической суперпушки. Британская компания QinetiQ обнародовала проект исследований естественного спутника нашей планеты, который предполагает бомбардировку Луны болванками-пенетраторами, содержащими в себе научное оборудование. При ударе они должны углубиться в спутник на несколько метров и передать на Землю информацию о строении лунных недр, сейсмические и геохимические данные.
О пенетраторах стоит сказать чуть подробнее. Внешне они похожи на танковые снаряды. В свое время их разрабатывали, чтобы следить за ядерными испытаниями на территориях противника. Предполагалось сбрасывать их со спутника где-нибудь в тайгу или в пустыню, где аппарат, внедрившись в грунт, мог регистрировать сейсмические всплески от взрывов и передавать информацию на спутник.
У военных уже давно есть микросхемы, которые выдерживают сильнейшие удары. Так, электронная начинка управляемых артиллерийских снарядов выдерживает перегрузки при выстреле, сравнимые с ударом о поверхность Луны.