Вариантов реализации деталей такой системы может быть много, и мы не будем здесь в них углубляться. Для межпланетной доставки топлива и энергии такой вариант может быть предпочтительнее стрельбы одиночными снарядами, так как можно снизить точность траектории в промежуточных точках и сильно сократить число корректировочных станций, что упрощает управление системой и снижает риск промахов.
Для доставки на очень большие расстояния, и тем более снабжения топливом и энергией межзвёздных кораблей, контейнерный вариант доставки остаётся единственным, так как одиночные снаряды не только намного сложнее контролировать во время полёта, но и труднее защитить от неблагоприятных воздействий внешней среды.
Мы дальше не будем уточнять, одиночные снаряды используются для доставки топлива, в кассетах, контейнерах или по какой-то более сложной схеме, полагая, что оптимальный вариант будет определяться расстоянием, имеющимися техническими возможностями и целью. Конечный результат во всех случаях зависит в основном от скорости и энергии.
1.7 Другие
типы термо-кинетических двигателей
В III главе мы рассмотрели 2 типа новых ракетных двигателей:
Упруго-кинетический — уже предлагался до нас в твердотельном варианте ("разгонять ракету металлическими шариками"); мы предложили газовый упруго-кинетический двигатель, который позволит разгонять ракету более эффективно, при удельном импульсе от 10 км/с до сотен и тысяч.
Крайне полезной особенностью упруго-кинетических двигателей является то, что расход бортового запаса топлива равен 0. Но есть принципиальное ограничение: чтобы разгонять ракету, снаряд её должен догонять, со скоростью хотя бы на 2–3% большей.
Мы также предложили модификацию двигателя, которая обходит это ограничение (я полагаю, что этот тип двигателя предложен впервые нами и является полностью оригинальным изобретением). Мы показали, что при скорости снаряда, много меньшей, чем скорость ракеты, или даже при неподвижных "снарядах" (в роли которых могут использоваться капсулы с топливом, естественные внешние тела или газ), можно, тем не менее, разгонять ракету, но, правда, уже с дополнительной затратой топлива из бортового запаса. При этом удельный импульс (в расчёте на массу топлива затрачиваемого ракетой) равен 30–35 % от текущей разности скоростей.
Мы назвали этот последний тип двигателя "термо-кинетическим", в отличие от "упруго-кинетического", поскольку дополнительный импульс получается в результате совершения работы горячего газа или плазмы, нагреваемого за счёт уменьшения запаса кинетической энергии при столкновении двух тел (обычно газообразных).
Но, кроме рассмотренного основного варианта, данный тип двигателя (использующий нагрев газа за счёт кинетической энергии) может иметь несколько других модификаций, которые будут отличаться главным образом способом подачи рабочего тела в точку взаимодействия, а также деталями взаимодействия между газом (плазмой) и агентом (магнитным полем), используемым для передачи силового взаимодействия.
В основном варианте термо-кинетического двигателя ракета несёт на борту половину всего запаса топлива в виде мишеней, с которыми сталкиваются внешние тела — снаряды. (В частности, для уменьшения давления плазмы и радиационного нагрева двигателя, оба тела ещё за некоторое время перед столкновением могут превращаться в газ).
Но возможны и такие модификации, когда оба сталкивающихся тела прилетают в точку встречи с ракетой извне, с разными скоростями, отличными от скорости самой ракеты, и направленными либо вдоль траектории ракеты, либо под большими углами к ней. В действительности, предыстория прилёта сталкивающихся тел в точку рандеву не важна. На конечный результат (импульс, переданный ракете) влияют только начальная скорость центра масс получившегося газа относительно ракеты в начальный момент после столкновения, и конечная скорость того же центра масс газа, что в свою очередь зависит также от начальной и конечной температуры, то есть от затраченной кинетической энергии.
Такие варианты, с внешней подачей как снарядов, так и мишеней (или протяжённой мишенью в виде цепочки зарядов), будут работоспособны в ограниченном диапазоне скоростей. В отличие от основного варианта термо-кинетического двигателя, удельный импульс которого растёт с ростом скорости ракеты, здесь он будет, наоборот, уменьшаться, по мере того, как скорость ракеты становится намного больше скорости центра масс газа и скорости его расширения. Но, ракета не тратит собственное топливо.