Необходимость нести с собой топливо ограничивает нашу способность исследовать Вселенную. С химическими ракетами, которые используются сегодня, понадобится громадный топливный бак, чтобы осуществить межзвездный полет. Поэтому химические ракеты никогда не выведут нас за пределы Солнечной системы.
Еще в 60-е годы ХХ века, физиком Робертом Бассардом была предложена революционная концепция прямоточного воздушно-реактивного двигателя на термоядерной тяге. Bussard Ramjet должен обеспечить движение космического корабля с околосветовой скоростью без запасов топлива на борту.
Для этого предлагаемый ПВРД использует тот факт, что большие промежутки между звездами никогда не бывают пустыми. Они представляют собой смесь опасного излучения и космического вещества, такого как атомы пыли и водорода. Когда корабль движется в космосе, он сможет собрать этот межзвездный газ и преобразовать его в энергию для корабля.
Эта реакция синтеза продвигает корабль вперед с невероятной скоростью, просто собирая водород из межзвездной среды, когда возникает необходимость дозаправки. Бассард стремился обеспечить ускорение в 1 g, чтобы люди на борту космического корабля, оснащенного ПВРД могли испытывать гравитацию, подобную земной. Это ускорение обеспечит скорость, безопасную для путешествий человека, но при этом достаточно высокую, чтобы достичь завораживающих краев Галактики Андромеды всего за 30 лет.
Но для ускорения в 1g требуется много водорода. Межзвездная среда имеет среднюю плотность около 1 атома водорода на кубический сантиметр, что делает ее чрезвычайно разреженной.
Поскольку водород в типичной области межзвездной среды очень редок, кораблю нужно будет двигаться очень быстро, чтобы собрать достаточное его количество для использования в качестве топлива. Эта критическая скорость составляет около 6% скорости света. Это означает, что, хотя ПВРД Бассарда может и не нуждаться в топливе на борту во время полета, ему потребуется много иного топлива для разгона. Кроме того, когда корабль движется, возникает проблема с питанием магнитных полей и лазеров, необходимых для ионизации и сбора ближайшего водорода.
И когда подсчитаны размеры магнитной воронки, надежды на посещение наших галактических соседей быстро угасают. Чтобы достичь тяги в 10 миллионов ньютонов, что эквивалентно удвоенной силе основного двигателя космического корабля «Шаттл», воронка должна иметь диаметр почти 4000 километров.
Таким образом, после полувека надежды на межзвездные путешествия даже в далеком будущем очевидно, что прямоточный воздушно-реактивный двигатель, хотя и интересная идея, останется лишь частью научной фантастики. Если мы хотим однажды посетить наших космических соседей, нам придется придумать что-то еще.
