В общем, очень хорошая задача для компьютерного моделирования.
Задачу удержания корректировочных станций на траектории движения снаряда можно радикально упростить, если число станций будет не более 3х. Через 3 точки всегда можно провести <
Правда, 3 промежуточных точки контроля это мало; но можно использовать более гибкий гибридный вариант, когда непосредственно вблизи пушки находятся 1–2 первых кольца, ещё 2–3 промежуточных где-то посередине траектории, и ещё 1 или 2 привязаны, на длинном тросе, непосредственно к разгоняемому аппарату. Здесь, правда, потребуется большая точность корректировок скорости снаряда.
Зато в межпланетном пространстве, при отсутствии значительных приливных сил, можно практически бесконечно сохранять произвольные конфигурации взаимного расположения тысяч объектов на расстояниях в миллионы километров друг от друга.
Есть ещё одна очень хорошая возможность очень сильно увеличить время нахождения корректировочных колец на любой заданной кривой с точностью менее 1 мм.
Но для этого надо вспомнить, что нам, на самом деле, не надо, чтобы центры масс корректировочных станций постоянно находились в точно определённом месте. Нас интересует только положение конкретно центра корректировочного кольца. А центр масс пусть гуляет где хочет, хоть за 100 километров. "Но ведь это одно и тоже" — скажет тот, кто не читал про лунный самолёт, из II главы данного опуса. Но мы читали, вспомнили, и теперь знаем, как это сделать. (Вот так, даже не знаешь заранее, где что понадобится. Это называется "синергия технических идей"). В данном случае потребуется не менее 3 балластных грузов, но скорость вращения может быть небольшой.
Теперь мы можем размещать станции где хотим, в пределах сотен километров от их собственных центров масс, и произвольно перемещать в этих пределах без затрат топлива; правда, сами центры масс систем всё же должны подчиняться Ньютоновой механике. При таких условиях, требуемую траекторию расположения корректировочных колец в пространстве можно поддерживать в течении часов, или даже постоянно.
В крайнем случае, всё это можно будет использовать как очень большой детектор гравитационных волн (поскольку, существуй они на самом деле, они будут периодически нарушать точность траекторий…)
В общем, я считаю, что обе эти задачи — разгон снарядов весом в 1 грамм до 20–30 км/с, и их наведение в цель с точностью до 1 <
Теперь посмотрим, что с этим делать дальше…
2. Космический фонтан ("мячиковый" упруго-кинетический двигатель)
(Идея хорошая, настолько, что Википедия приводит имена сразу 6 авторов).
В основе всё выглядит просто: если взять сковородку из прочного материала, и стрелять в неё снизу из ружья, то она может взлететь.
Правда, в исходном варианте предлагался не самый рациональный вариант использования — просто для удержания на весу груза (башни или платформы), для чего, видимо, существуют менее затратные способы.
Но сам принцип эффективен: передать телу импульс от другого тела, у которого он уже есть. Эффективность передачи кинетической энергии при некоторых условиях может достигать 100 %.
В простейшем варианте, мы можем просто взять металлические шарики (или лучше упругие мячики), и стрелять ими в идеально упругую преграду; тогда преграде будет передаваться удвоенный импульс шарика, а коэффициент использования энергии будет зависеть от соотношения начальной и конечной скорости шарика, и если шарик после столкновения остановится, то 100 % энергии перейдёт к разгоняемому телу.
Разогнать шарик мы можем, и презнатно; попасть в цель, как мы теперь знаем, тоже не слишком сложно. Так что все варианты сводятся к тому, как, собственно, организовать силовое взаимодействие между снарядом и целью.
Мы уже упоминали, что есть 2 основных варианта — с использованием только импульса внешних тел ("упругое взаимодействие"), без затрат внутреннего запаса вещества; и с использованием энергии внешних тел для получения импульса от рабочего тела, находящегося на борту ракеты. (на самом деле, большинство вариантов будут гибридными, с преобладанием того или иного принципа в разной степени).