Ракета-паровоз

— Химическое топливо, — скажут потомки, — совершенно непригодно для межпланетных кораблей. Его главное преимущество — совмещение в одном веществе запаса энергии и запаса рабочего вещества — таит в себе и главный недостаток: ограниченную скорость образования рабочего вещества.

Как же следует поступать? В предыдущем рассказе рассуждения о коэффициенте полезного действия привели нас к созданию двигателя внутреннего сгорания. Такого двигателя, где одно и то же исходное вещество порождает и энергию и рабочее тело, приводящее в движение поршень или колесо турбины. Мы оговорились там же, что ракетный двигатель на химическом топливе — это типичный двигатель внутреннего сгорания. Его недостатки в случае космического корабля очевидны.

Может быть, попытаемся сделать наоборот — отделить источник энергии от рабочего тела? Заметим сразу же, что в качестве рабочего тела можно использовать любое вещество: твердое, жидкое, газообразное. Все, что требуется от рабочего тела, это способность покидать космический корабль с как можно большей скоростью. Причем чем больше будет эта скорость, тем меньшими могут быть запасы рабочего вещества на борту корабля.

Отметим еще одно обстоятельство. Во всяком случае, при дальних космических перелетах рабочее вещество теряется безвозвратно. Поэтому использовать надо то, чего на Земле много, например воду. Предлагаем на суд читателя один из возможных проектов космического корабля будущего. Не станем обсуждать его в деталях, ясно одно: на корабле установлен котел, заполненный водой. Вода в котле нагревается, превращается в пар, и этот пар выбрасывается из сопла двигателя точно так же, как у современных кораблей выбрасываются горячие газы.

Скорость истечения пара может быть достаточно большой, если нагреть его до высокой температуры и создать в котле большое давление. Остается решить, чем топить котел. Дровами? Конечно, нет. Ясно также, что никакое химическое топливо, даже самое высококалорийное, здесь не подходит. Получается совсем глупо: беря с собой запас подобного топлива, мы используем только половину его возможностей — способность поставлять энергию. А вот, к примеру, атомный реактор подходит для нашей цели вполне.

Проект корабля завершен. Атомный реактор выделяет энергию, передает ее рабочему веществу (воде), а рабочее вещество приводит в движение всю систему. Очевидны и преимущества: запас топлива для атомного реактора при одном и том же количестве потребной энергии весит значительно меньше, чем соответствующий запас химического топлива. Получаем сразу два выигрыша. На борт корабля можно взять меньше топлива (атомного) и меньше рабочего вещества, поскольку этому рабочему веществу мы можем придать теперь большую скорость.