Тенденция, однако...
Какой-то сложный сюжетный сон сегодня был. Практически ничего не помню, но всё упиралось в постройку звездолёта "самолётного" типа. Ну, который ловит межзвёздный газ, уплотняет его и использует как термояденое горючее.
Проснувшись, я попытался вспомнить именно техническую составляющую (сюжет, со звёздными войнами и знойными страстями... - да шо я в нём не видел?). Так вот. Идея прямоточного термоядерного двигателя проста, как три рубля:
В 1960-е годы Бюссаром (англ.) была предложена конструкция межзвёздного прямоточного реактивного двигателя (МПРД). Она схожа с конструкцией воздушно-реактивных двигателей. Межзвёздная среда состоит в основном из водорода. Этот водород может быть захвачен и использован в качестве рабочего тела. Кроме того, он может быть использован в качестве топлива для управляемой термоядерной реакции, служащей источником энергии для создания ускоряющего ракету реактивного потока.
Поскольку межзвёздная среда является крайне разреженной (порядка 1 атома водорода на кубический сантиметр пространства), необходимо использование экранов огромного размера (тысячи километров) для сбора нужного количества топлива. Масса таких экранов крайне велика даже при условии использования наиболее лёгких материалов, поэтому предлагается использовать для сбора вещества магнитные поля.
Ещё одним недостатком термоядерного прямоточного двигателя является ограниченность скорости, которой может достичь оснащённый им корабль (не более 0,119c = 35,7 тыс. км/с). Это связано с тем, что при улавливании каждого атома водорода (который можно в первом приближении считать неподвижным относительно звёзд) корабль теряет определённый импульс, который удастся компенсировать тягой двигателя только если скорость не превышает некоторый предел. Для преодоления этого ограничения необходима как можно более полная утилизация кинетической энергии улавливаемых атомов, что представляется достаточно трудной задачей.
У меня, однако, там присутствует новация. В качестве источника энергии использовался не синтез водорода, а синтез гелия. Вернее, синтез углерода из гелия - тройной альфа-процесс. Гелия в межзвёздном газе на порядок меньше, чем водорода, но зато гелиевый синтез не зависит от слабого взаимодействия, а только от плотности и температуры (сильное взаимодействие): если сжать и подогреть "комок" межзвёздного вещества, гелий вступит в реакцию по-любому. Не знаю, насколько это осуществимо на практике, но теоретических запретов вроде как нет...
В общем, проснувшись, я стал просчитывать это дело. Без технических деталей - в общих чертах.
Проблема водородного прямоточника в том, что, прежде, чем водород "сгорит" и даст энергию, нужно затратить часть уже набранной звездолётом скорости для его - водорода - ускорения. Ведь относительно звёзд межзвёздный газ фактически не движется - в отличие от звездолёта. То есть, прежде, чем что-либо сделать с ним, межзвёздный водород придётся разогнать до скорости двигателя, в котором он будет сгорать. Ну, а в системе отсчёта, связанной со звездолётом, наоборот: кажется, будто газ летит нам "в лицо", и его надо "затормозить". Пропустить же сжатый магнитными полями газ сквозь себя без ускорения/торможения, одновременно заставив его вступить в реакцию синтеза, невозможно - она идёт слишком медленно. У водорода. А вот у гелия - совсем другое дело!
То есть, движение происходит примерно таким образом:
1. Заставляем газ сконцентрироваться примерно к "центральной оси" - траектории, по которой и пролетит звездолёт-прямоточник. Подчёркиваю: ускорять/тормозить вещество не надо, нужно только переместить его перпендикулярно траектории движения, на это уже набранная скорость не "расходуется". Как именно этого добиться - не знаю, видимо, нужна какая-то комбинация магнитных и электрических полей.
2. В момент пролёта через двигатель крупный объём ионизированного газа сжимаем и нагреваем - до начала гелиевой реакции.
3. Реакция протекает в момент движения сгустка плазмы через двигатель и некоторое время после.
4. При этом продукты атомной реакции, начиная с определённой скорости, "не успевают" оказать воздействие на звездолёт. Даже при разлёте атомных ядер и электронов со скоростями в десятки и сотни тысяч километров в секунду, они "отстают" от звездолёта слишком быстро и никакого влияния на "дюзы" двигателя (из чего бы те ни состояли) они оказать не успевают. По крайней мере, такая ситуация складывается на субсветовых скоростях. Нейтрино же мы вряд ли в обозримое время сумеем как-то осмысленно использовать.
5. То есть единственное, что может оказаться полезным для дела - электромагнитное излучение. Оно, хоть и теряет энергию за счёт того, что плазма, в которой идёт термоядерный синтез, слишком быстро удаляется, всё-таки звездолёт "догоняет". Вот его давление и придётся использовать для разгона.
6. Таким образом, мы, по сути, имеем дело с простой фотонной ракетой - не на реакции аннигиляции, а на термоядерном синтезе, но основная идея та же.
КПД тройного альфа-процесса куда ниже, чем у водородного синтеза, да ещё и большая часть топлива "сгореть" не успевает, но... Топливо-то - дармовое, так что - какая разница?))
Во сне это было нечто громадное: 8-12 разгонных двигателей по типу "дедала" на расстоянии во много километров друг от друга, которые должны дать первоначальную скорость, позволяющую собрать первое толпиво для прямоточника; впереди - кольцевой генератор полей-"концетраторов" топлива, в середине - жилое "кольцо", позади - сам реактор с "дюзами" тоже какой-то полевой природы. В общем - что-то вроде многокилометровой космической каракатицы...))
Вот где-то так. Потом прикину по-подробнее...