При любом варианте, лучше иметь несколько грузов (2 или более), летящих под разными углами к горизонту, для обеспечения максимальной длительности, дальности и равномерности полёта, и мягкой посадки. Это позволит на протяжении всего полёта создавать необходимые по величине и направлению силы, и управлять движением грузов и самого аппарата.
В отличие от резинки, упругие свойства которой изначально заданы и их трудно регулировать, силу, приложенную к жёсткому тросу, можно мгновенно изменять, что позволит в любой момент создавать нужные по величине силы, и даже произвольно маневрировать в некоторых пределах.
Эти варианты различаются экономичностью (то есть степенью повторного использования энергии), и весом бортовых устройств для преобразования энергии; но максимальная дальность и время полёта у них будут сравнимыми, и определяться тем, какую начальную скорость может придать грузу бортовая катапульта. (При прочих равных условиях, дальше всех прыгнет самый лёгкий из аппаратов, то есть с наиболее простой и экономной конструкцией вспомогательных устройств, обеспечивающей их минимальный вес, хотя по расходу энергии он может быть не лучшим).
При прочности троса в 10 ГПа, и начальной скорости груза в 1 км/с, максимальная скорость аппарата может достичь 500 м/с, а дальность и высота полёта (на Луне) 50-100 км, при времени непрерывного полёта 5–7 минут. При этом ускорение (вагончика с туристами) при старте, на протяжении всего полёта и при посадке может не превышать 1 g.
9.4 Лунный вертолёт на планете Земля
На Земле есть атмосфера; где то она мешает, где то помогает, но в целом это скорее преимущество, чем недостаток.
Мы можем точно также выстрелить вверх груз со скоростью 200–300 м/с, и он достигнет высоты в несколько километров. Только теперь он не должен быть настолько тяжёлым: на Луне мы могли использовать только силы инерции и опору на грунт; на Земле есть ещё воздух.
В верхней точке, на высоте 2–3 км, раскроем лёгкий зонтик или купол, или складной/надувной ротор, и станем тянуть его лебёдкой вниз (а летательный аппарат, соответственно, вверх). Если купол достаточно большой, то скорость его движения вниз будет менее 10 м/с, а время движения 3–5 минут, что позволит улететь на несколько километров.
В качестве транспортного средства такой аппарат всё же будет не очень удобным (хотя он позволит, например, бесшумно взлетать в условиях городской застройки); но подобное устройство может иметь интересное применение в качестве части ветроэнергетической установки.
Мы можем пойти дальше, и последовательно усовершенствовать нашу машину для земных условий. Например, ротор можно сделать активным (с собственным приводом); а чтобы не передавать энергию на большое расстояние, и эффективно компенсировать момент вращения, вместо длинного троса возьмём короткую жёсткую штангу или вал… такая машина имеет множество достоинств, и только один недостаток — она уже существует. Но хорошая юридическая компания наверняка смогла бы запатентовать её.
9.5 Прыгоходы: самый эффективный тип транспорта с точки зрения экономичности и, особенно, проходимости, но до сих пор не используется из-за очень большого ускорения, заведомо смертельного для человека.
По сути, это "катапульта наоборот", которая катапультирует сама себя. При этом затраты энергии меньше, чем у обычной стационарной катапульты, за счёт повторной утилизации и использования энергии при прыжках.
Попытки создать подобный транспорт предпринимались ещё 100–120 лет назад, но для перевозки пассажиров он абсолютно непригоден. Уже для прыжка на 3 метра требуется ускорение до 10g, которое человек не переносит. Из-за этого данное направление прочно забыто, но в связи с появлением мобильных роботов и автономных транспортных устройств, а также новых материалов и технологий, о нём не мешает вспомнить.
При наличии эффективного газового амортизатора, мобильный робот мог бы совершать прыжки с начальной скоростью 200–300 м/с, что для Луны даст дальность прыжка 20–30 километров при высоте подъёма 10–15 км. Правда, при длине штока амортизатора в 1 м, ускорение при прыжках превысит 1000g, но это не запредельно много. Для перевозки грузов этот транспорт не очень удобен, но для разведки практически безальтернативен.
На Земле прыгающие мобильные роботы могли бы прыгать на 1–2 км; а при последующем планировании по принципу кузнечика, до 10 км, что ставит их вне конкуренции с большинством существующих аппаратов, особенно в труднопроходимой и горной местности. С военной точки зрения, такие машины могут иметь исключительное сочетание эффективности и трудноуязвимости для существующих средств обнаружения и перехвата.