Civilisation des ressorts, 4/5

Partie 4. Routes et intersections.

La partie précédente et son résumé .


En lisant cette section, vous devez comprendre: tout ce qui est répertorié ici ne fonctionne pas ou ... est potentiellement dangereux. Pour toute opportunité de diriger et concentrer l'énergie trouve avant tout une application militaire. Gengis Khan a maîtrisé la moitié du continent, dirigeant l'énergie de l'herbe en croissance (à travers les chevaux) vers les besoins militaires. L'Angleterre a colonisé la moitié de la planète, à cheval sur l'énergie éolienne. Les premiers concentrateurs d'énergie chimique rapides étaient des obus incendiaires à base de pétrole et des bombes à poudre. Le moteur à combustion interne a entraîné l'armure de deux guerres mondiales à travers les champs et les marais, et continue de servir d'innombrables affrontements à travers le monde. Et l'énergie atomique a d'abord apporté au monde une bombe, puis seulement un réacteur pacifique. Toute possibilité de freiner de nouveaux flux d'énergie, de la concentrer ou de la libérer rapidement est probablement surveillée par les militaires.

Mais si chaque élément de la section est de la fantaisie ou de la guerre, alors pourquoi écrire? N'est-il pas préférable de garder le silence?

Hmm ... "Je voudrais être une autruche, mais le sol est en béton." Je pense que l'écriture est nécessaire. Si quelque chose fonctionne, faites-le savoir à tout le monde. Si ce n'est pas le cas, laissez tout le monde réfléchir aussi.

Quelque chose comme ça.

Commençons.

4.1. Le ressort est-il complètement serré?

En général, non. Il y a encore des réserves. Sérieux à certains endroits.

Tout d'abord, dans la résistance des matériaux. Les fusées modernes sont faites d'alliages métalliques. La limite de leur résistance spécifique est de l'ordre de 0,3 MJ / kg. Même le Kevlar et la fibre de carbone donnent dix fois plus de résistance avec le même poids, ce qui est loin d'être une limite théorique. Si vous esquivez et faites la même première étape du Proton à partir de matériaux similaires, il pèsera considérablement moins et la différence (au moins) peut être mise dans la charge utile. En théorie. Ahem ... En théorie, la théorie et la pratique ne font qu'un. En pratique, hélas, ces merveilleux matériaux pour la construction de fusées sont à peine prêts. Voici les difficultés de fabrication de grandes structures de formes non triviales, et des températures de travail désagréables, et même des problèmes sur un manuel d'ingénierie. Mais il y a de la place pour creuser. Et les premières hirondelles ^{[ 670 ]} des composites ont déjà volé.

En outre, les nanomatériaux et, en particulier, le graphène ^{[ 95 ]} . L'énergie de liaison elle-même entre les atomes de carbone en elle est la même modeste 2-3 eV par atome. Mais: a) il y a trois liaisons par atome, ce qui donne au total ^{[ 98 ]} déjà jusqu'à 7,8 eV / atome; b) le carbone est un élément facile, il est avantageux de le diviser par un kilogramme, et: c) le réseau de graphène est absolument correct, sans défauts et «maillons faibles», prêt à tomber prématurément sous charge. Le résultat ^{[ 355 ]} : 62-65 MJ / kg, deux fois plus élevé que la limite de ressort «chimique». Je pense que si nous apprenons à concevoir de tels réseaux réguliers à partir de bore, ce qui est encore plus facile, nous passerons à 100 MJ / kg. Et qui sait, les futures fusées ne seront-elles pas propulsées frénétiquement par des volants sans torsion en graphène ou en matériaux similaires?

[Et dans les commentaires, voici ce que des travaux intéressants sur le sujet m'ont suggéré [ 352 ]]

Le citron d'énergie chimique n'est pas non plus pressé vers la peau. Et je ne parle pas d'un moteur utilisant un mélange de lithium, de fluor et d'hydrogène [ 405 ], [ 410 ] (il a une impulsion spécifique décente, mais je ne veux pas travailler avec de tels mélanges pour les ennemis). Non, il s'agira de composés exotiques qui n'existent que dans les laboratoires et les théories, mais qui promettent beaucoup.

Premier exemple ^{[ 420 ]} ("Je suis désolé, je ne peux pas dire cela" si on me demande de prononcer son nom à haute voix):


_{[Crédit: By Albris - Travail personnel, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47523411 ]}

Il explose de lui-même, "sans raison apparente", libérant une énergie de 6,8 MJ / kg. Le chiffre n'est pas très impressionnant, et pour le bourrage dans des fusées, cette substance est douloureusement instable. Mais attention: il se compose principalement d'azote. Il semble que les chaînes azote-azote, si elles sont correctement "armées", emmagasinent beaucoup d'énergie?

Les chimistes l'ont compris et ont construit ^{[ 265 ]} des structures toujours plus sophistiquées un peu moins que complètement en azote depuis plus d'une décennie. Voici un autre ^{[ 430 ]} :


_{[Crédit: By Meodipt - Travail personnel, domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=13243875 ]}

La chaleur de combustion ou de formation, malheureusement, n'est pas indiquée. Mais cela n'a pas d'importance, car le détenteur du record absolu semble avoir déjà été trouvé ^{[ 440 ]} .

Il s'avère que sous une pression de plus de 1,1 million d'atmosphères et une température de 2000 K, l'azote entre dans une modification cristalline appelée cubique gauche (en russe, comme on m'a dit, cela s'appelle une «modification cubique gauche»). Et cette modification, si seulement ils ne mentent pas de joie ^{[ 450 ]} , est stable quand elle revient à des conditions normales. Et peut être synthétisé avec eux. Eh bien, métastable, plus précisément. Par conséquent, une fois converti en azote ordinaire, il libère beaucoup d'énergie. Les chiffres spécifiques varient: 15,8 MJ / kg sont publiés pour [ 450 ], 27 et 33 MJ / kg pour Wikipedia ^{[ 440 ]} . Si cette dernière valeur est vraie, alors, théoriquement, la vitesse de sortie d'un tel moteur peut atteindre ≈6700 m / s. Si le premier est à 4700 m / s, ce n'est pas mal.

Bien sûr, 33 MJ / kg ne sont pas trois cent et non trois mille. Il est peu probable de toute façon qu'il y ait beaucoup plus de chimie. Mais même une fois et demie en termes de vitesse d'expiration réduisent parfois la masse de départ de la fusée, ce qui réduit considérablement le coût de lancement. Il y a quelque chose à cogner. Et qui sait quels autres états de la matière pourront atteindre des pressions élevées et «sortir» en toute sécurité de nos conditions normales?

De la chimie la plus exotique, il convient de mentionner:

4.1.1. Fixation d'atomes d'hydrogène (pas de molécules!) Dans un film d'hydrogène solide congelé [ 460 ]. Avec les densités atteintes de 2 * 10 ¹⁹ cm ^-3, celle-ci est convertie en une réserve d'énergie de 2,6 MJ / kg. Bien que comparé aux carburants traditionnels, le chiffre semble terne, l'approche elle-même est inhabituelle. Et qui sait combien d'autres pourront en tirer? Wikipédia affirme ^{[ 470 ]} qu'une "dissolution" similaire d'atomes fragmentaires d'autres substances dans l'hélium liquide vous permet de stocker jusqu'à 5 MJ / kg (bien que je ne puisse pas suivre le lien pour travailler).

Les tentatives ^{[ 480 ]} de créer un condensat de Bose d'hélium métastable ⁴ He ^* dans l'état triplet 1s2s ³ S _{1 ont également été} incluses dans ce groupe. Si sa demi-vie est réellement supérieure à deux heures (et je ne vois aucune raison de ne pas croire ^{[ 490 ]} ) avec une énergie par atome de 19,8 électron-volts, alors une telle matière, en principe, peut stocker 475 mégajoules par kilogramme! Avec «l'échappement» sous forme d'hélium inoffensif le plus pur. Bien entendu, à condition que ces études cryogéniques purement de laboratoire puissent être amenées à convenir à un "déplacement" vers la fusée.

4.1.2 Des indications vagues ([ 500 ], [ 510 ]) de trois valences ou plus de césium et de baryum suggèrent qu'au moins parfois, dans certaines conditions, non seulement la valence, mais aussi des liaisons internes peuvent être utilisées pour former des liaisons chimiques électrons d'atomes. De cette compréhension elle-même au «carburant absolu» même en ce qui concerne la lune à pied (jeu de mots voulu), mais il y a de quoi raisonnablement rêver.

4.1.3 Le sel fondu n'est pas prometteur, mais qu'en est-il du sel évaporé? Les chaleurs de vaporisation de certaines substances sont très élevées ^{[ 680 ]} . Ainsi, le béryllium gazeux, lorsqu'il est condensé, libère de l'énergie à hauteur de 32 MJ / kg, bore - 45. Certes, une personne qui propose de lancer un cylindre volant avec du béryllium gazeux à 2500 degrés, en réponse, court le risque de se heurter à une blague sur les débris d'uranium dans le mercure, il n'y a rien ne peut pas être aidé ...

Sur ce point, nous terminerons par la chimie et passerons à d'autres formes de stockage.

^{L'article a été écrit pour le site https://habr.com . Lors de la copie, veuillez vous référer à la source. L'auteur de l'article est Evgeny Bobukh .}

4.2. Autres domaines

Jusqu'à présent, nous nous sommes concentrés principalement sur l'interaction électromagnétique. Mais dans la nature, il existe au moins trois autres champs: gravitationnel, fort et faible. Est-il possible de créer une batterie stockant de l'énergie en eux?

Avec un champ gravitationnel, le moyen le plus simple. Il a soulevé la charge jusqu'à la tour - l'énergie a été stockée. Omis - s'est démarqué. Les systèmes de stockage d'énergie hydraulique ^{[ 520 ]} sont basés sur ce principe. Malheureusement, il y a un problème insurmontable. Puisque l'énergie potentielle est mgh , l'énergie par kilogramme est gh . Et h , c'est-à-dire la hauteur, dans des conditions terrestres - un maximum de kilomètres. Ce sont des unités kilo joules par kilogramme, pas même des méga . Maintenant, si sur une étoile à neutrons, où g peut facilement être de 10 ¹² m / s ² ... Bon mot, parfois je soupçonne que les étoiles à neutrons et les trous noirs ne sont que des centrales électriques géantes de super-civilisations. Eh bien, dans tous les cas, il est peu probable qu'il puisse voler dans l'espace avec une telle "batterie" - car pour monter, il faudra la charger , pas la décharger.

Donc, le champ gravitationnel suffit. Quels «autres» domaines avons-nous?

Strong ^{[ 690 ]} - est responsable de l'attraction mutuelle des protons et des neutrons dans le noyau atomique. Et le faible ^{[ 700 ]} , est responsable de la transformation des quarks entre eux, qui se manifeste par la désintégration des neutrons et la désintégration bêta des noyaux. De notre point de vue quotidien, tout cela est de l'énergie atomique, nous allons donc les considérer ensemble ici, en utilisant des réactions typiques comme exemple:

• Désintégration radioactive . Il en existe plusieurs types:
• - Alpha carie. Il y avait un noyau d'uranium-238, il est devenu un noyau de thorium-234 et une particule alpha, plus 4,27 méga- électrons-énergie volt ([ 530 ]). C'est six ordres de grandeur de plus qu'en chimie. Bien que l'uranium ait des noyaux lourds, il produit toujours 1,7 gigajoules par gramme .
• - Désintégration bêta. Il y avait du cobalt-60, il est devenu du nickel-60, plus un électron, plus un antineutrino, plus des rayons gamma, plus 1,35 MeV par atome. Notez que derrière (presque toute) désintégration bêta, en fait, il y a une «réaction de désintégration des neutrons par une interaction faible, décrite sans complication par l'équation n ⁰ → p ⁺ + e ^- + ν _e (+ 0,782343 MeV).
• - Et avec une douzaine d'autres types de caries plus rares [ 705 ]
• Fission nucléaire . Il y avait un noyau d'uranium 235, nous l'avons frappé avec un neutron, nous avons obtenu deux noyaux de krypton et de baryum, plus des neutrons, plus environ 180 MeV par noyau ([ 540 ]). Le gramme 70 de ces matières fissiles équivaut en énergie au contenu de tous les réservoirs de carburant Proton.
• Fusion thermonucléaire . Deux noyaux d'éléments légers sont entrés en collision, fusionnés en un autre plus lourd. De l'énergie a été libérée, ainsi que des particules secondaires. L'option la plus gonflée pour aujourd'hui est la réaction du deutérium et du tritium: D + T -> ⁴ He + n + 17,6 MeV. Mais il y a aussi des réactions moins "sales" et plus pratiques pour collecter l'énergie.

Sous forme d'armes, tout ce qui précède est maîtrisé depuis longtemps. Sous une forme pacifique aussi, sauf pour la fusion. Depuis les années 50, «15-20 ans» est toujours resté devant lui. Certes, je crois encore à cette synthèse, comme à la direction principale de la résolution des problèmes énergétiques de l'humanité.

La désintégration radioactive (du plutonium et des isotopes plus légers comme le cobalt-60 , le césium-137 ) travaille depuis longtemps activement dans les générateurs de radio-isotopes ^{[ 710 ]} et les batteries nucléaires en désintégration bêta ^{[ 720 ]} . Les petits réacteurs nucléaires à usage (semi) civil ont commencé à être fabriqués avec succès dans les années 1950 [ 555 ].

Des moteurs-fusées pour des réactions de fission sont également connus.

Voici les essais du nerf américain [ 570 ], 1966-1972:


_{[Crédit d'image: William R. Corliss, Francis C. Schwenk - Propulsion nucléaire pour l'espace (brochure de la Commission de l'énergie atomique des États-Unis, Division de l'information technique) Essai du moteur-fusée nucléaire NERVA.]}

Ici ^{[ 5 80 ] [ 5 83 ] [ 5 86 ]} Soviétique RD-0410, 1965-1980:


_{[Crédit d'image [ 730 ]]}

L'envie de poids n'est pas très bonne, donc pour les premiers pas ils ne sont pas très adaptés. Vous pouvez travailler là-dessus, il y a des idées de divers degrés d'intelligibilité, seulement ... seulement ce n'est pas le problème.

Après tout, moins l'ingénierie que les raisons médicales et politiques empêchent aujourd'hui l'utilisation de l'énergie nucléaire pour l'exploration spatiale. Tout le monde a peur (et à juste titre) de la contamination radioactive lors d'accidents, d'erreurs, de terrorisme. Nous ne savons vraiment pas comment traiter un dommage radioactif, et nous ne pouvons pas non plus désinfecter la biosphère. Un microgramme d'isotopes à longue durée de vie suffit pour envoyer une personne dans le monde à venir. Cette fois. Deux - d'une bombe nucléaire à un moteur nucléaire, la distance n'est pas si grande. Qu'est-ce qui lance vraiment dans la stratosphère un partenaire ennemi potentiel dans l'exploration spatiale, aller le prendre de loin?

Tant que ces problèmes ne seront pas résolus, je ne pense pas que nous verrons une utilisation sérieuse de l'énergie atomique en astronautique. Ainsi, les batteries pour un rover, peut-être un générateur de propulsion électrique sur un générateur d'isotopes, est le maximum. Hélas, le chemin est encore long pour l’affectation de l’Antarctique à une piste commune de missiles nucléaires. À distance de la fiction.

4.2.1. Cependant, dans le cadre de cette section, il convient de mentionner un effet aussi drôle que l'influence des forces non nucléaires sur les demi-vies. Nous sommes habitués à penser que le taux de désintégration naturelle des atomes est une constante, indépendante de rien, et nous nous appuyons sur ce fait pour la datation des radio-isotopes ^{[ 740 ]} . Mais ce n'est pas tout à fait vrai. À en juger par [ 750 ], la demi-vie d'une substance peut être affectée par l'état chimique d'une substance (y compris l'ionisation), la pression, la transition vers la supraconductivité, les champs électriques et magnétiques et la température. Malheureusement, la plupart des travaux sur ce sujet sont bloqués par les exigences de paiement, donc sans jeter quelques centaines de dollars dans le vent, je ne peux pas citer les sources primaires et je dois me limiter aux citations secondaires ou aux résumés. Parmi ceux qui me semblaient curieux, il faut citer:

• La variation du taux de désintégration du ¹¹¹ In et du ³² P radioactifs due à la rotation dans la centrifugeuse est significative, avec une diminution / augmentation de la période en unités de pourcentage selon le sens et la vitesse de rotation [ 760 ]. Cela semble même trop beau pour être vrai, ce serait bien de revérifier ce résultat.
• Une diminution de la demi-vie de ²¹⁰ Po de 6,3% est simplement due à son encapsulation dans une coque en cuivre et à son refroidissement à 12K [ 770 ]. Aussi dans le doute.
• Le rhénium-187, un isotope presque stable avec une demi-vie de 42 milliards d'années, étant complètement ionisé (c'est-à-dire à l'état de ¹⁸⁷ Re ⁷⁵⁺ ), réduit la durée de vie à 33 ans, c'est-à-dire devient sacrément instable [ 780 ]. Et ce travail est assez fiable.
• Le dysprosium neutre ¹⁶³ Dy est stable. Mais, étant complètement ionisé en ¹⁶³ Dy ⁶⁶⁺ , il se transforme en radioactif avec une demi-vie de ... 50 jours! [ 790 ]

Ce qui est potentiellement prometteur est compréhensible. Production d'énergie à partir d'isotopes en décomposition trop lente. Gestion de l'énergie des batteries isotopiques et des réacteurs. Stabilisation des éléments transuraniens éloignés pour le stockage et l'étude. Et qui sait, peut-être même [ éloigné du péché ]? Certes, tout impact techniquement raisonnable modifie aujourd'hui les paramètres de désintégration d'un maximum de pour cent, et la physique ne semble jamais prédire une sorte de "pic magique" nulle part, mais qui sait, qui sait ...

4.2.2. Noyaux excités et en rotation

Si l'approvisionnement énergétique d'un volant d'inertie à partir de matière ordinaire est limité par sa résistance à la traction, les résultats ne s'amélioreront-ils pas si la matière nucléaire est «tordue»? Sera-t-elle plus forte?

Dans l'ensemble, la réponse est oui, bien qu'il y ait tellement de subtilités derrière cela que je n'ai qu'à me précipiter jusqu'au sommet. Je m'excuse d'avance pour les immenses omissions et simplifications avec lesquelles j'ai dû pousser ce sujet de thèse en quelques paragraphes.

Premièrement, le noyau atomique peut tourner plus ou moins dans son ensemble. Comme une gouttelette de liquide nucléaire ([ 800 ], [ 810 ], [ 820 ]). Les spins typiques, auxquels il est possible de «détordre» de tels grains, sont de 30 à 100 ħ , puis ils «se déchirent». Mais avant cela, ils stockent 10-200 MeV d'énergie par atome. Un «spin» similaire peut également initier ou accélérer la désintégration (même stable) des noyaux. Certes, les méthodes de promotion que nous avons aujourd'hui sont barbares, inadaptées à l'industrie de l'énergie: «bombarder» le noyau aveuglément avec des particules lourdes dans l'accélérateur, sachant que certaines des grèves arriveront en passant. Eh bien, la durée de vie de ces noyaux est généralement petite, pour autant que je sache (cependant, ici je ne suis pas un expert, je serai heureux si les gens ajoutent à celui qui est bien informé).

Deuxièmement, le noyau peut tourner "en plusieurs parties". Lorsque seulement quelques nucléons s'y transfèrent à un niveau d'énergie plus élevé ([ 830 ], [ 840 ]), approximativement comme des électrons dans un atome excité. Les spins caractéristiques de ces états peuvent atteindre plusieurs dizaines de ħ , les réserves d'énergie par noyau vont de dizaines de eV à des dizaines de MeV, mais les durées de vie ... les durées de vie sont parfois tentantes. Ainsi, l'isomère hafnium ^178m2 Hf «vit» pendant 31 ans ^{[ 832 ]} , l'holmium ^166m1 Ho - 1200 ans ^{[ 832 ]} , le rhénium ^186m Re - 200 mille ans ^{[ 835 ]} . Passant de l'état excité à l'état de base, ces noyaux n'émettent que des rayons gamma. Il n'y a ni rayonnement inducteur de neutrons, ni fragments extrêmement sales, ni particules alpha ou bêta. Tout est très propre et au moins pour cette raison séduisant.

Cependant, on ne sait toujours pas comment pomper l'énergie dans de tels isomères, puis la récupérer. Les travaux scientifiques sur ce sujet de l'année depuis 2000 sont devenus très controversés ^{[ 850 ]} . Quelqu'un revendique le succès, d'autres publient des réfutations. Tout cela semble extrêmement suspect.

Il convient de mentionner que le proton peut également être «tordu» en le transférant à l'état excité avec un spin de 3/2 et plus ([ 860 ], [ 865 ]). Déjà le premier de ces états a une énergie de 479 MeV au-dessus de la base. Malheureusement, la durée de vie de ces formations ne dépasse pas 1,5 * 10 ^-16 secondes.

^{L'article a été écrit pour le site https://habr.com . Lors de la copie, veuillez vous référer à la source. L'auteur de l'article est Evgeny Bobukh .}

4.2.3 Atomes exotiques ^{[ 870 ]}

Eh bien, pour une collation - en principe, la matière peut être construite non seulement à partir de protons, de neutrons et d'électrons, mais aussi à partir d'autres particules. De nombreux noyaux "exotiques" sont synthétisés expérimentalement et possèdent parfois d'énormes réserves d'énergie. Malheureusement, ils ne vivent pas tous plus de 10 microsecondes, et généralement beaucoup moins.

4.3. Mais ne nous renvoyez pas un courtier?

Afin de stocker l'énergie dans le champ électromagnétique en contournant le «courtier gourmand» de la matière ordinaire, il est nécessaire d'éliminer le champ électromagnétique des espaces interatomiques. Le chemin lui-même n'est pas nouveau. Au cours des 200 dernières années, nous avons évolué le long de celle-ci, rassemblant de nombreuses réalisations utiles le long de la route.

L'un des premiers débuts de la Volta (en l'honneur duquel le volt est entré dans la langue) avec son pilier en 1800: un


simple empilement de métaux alternés a développé des tensions de dizaines, centaines et milliers de volts, c'est-à-dire beaucoup plus élevées que la valence et avec des courants décents. L'électrolyse, alimentée par une telle colonne, a permis d'isoler sous sa forme pure des dizaines de métaux facilement oxydables comme le magnésium, le sodium et l'aluminium.

Encore plus. Transmission d'électricité par fil. Moteurs électriques. Radio et radar, y compris avec des capacités de mégawatts. Lasers Faisceaux d'ions et d'électrons, machines à rayons X. Soudage, fusion et découpe par faisceaux d'électrons, accélérateurs et isotopes produits artificiellement et nouveaux éléments. Oui, nous l'admettons honnêtement: la plupart de ces inventions en tant que batteries de stockage d'énergie sont de peu d'utilité. Mais ils le montrent: les fruits de l'apport du champ électromagnétique au niveau macroscopique sont savoureux et prometteurs. Pourquoi ne pas essayer de réfléchir davantage dans cette direction? Personnellement, cela me semble le plus prometteur.

Il est facile de dire "aller dans cette direction", mais qu'est-ce que cela signifie exactement?

Ci-dessous, j'ai décidé de donner un exemple. Clause de non-responsabilité. Je ne dis pas que l'engin décrit ci-dessous fonctionnera exactement.Je ne suis ni Bohr, ni Volta, ni même Perse et pas trop fort dans la construction d'installations expérimentales. Je comprends bien qu'en pratique, cette conception ne convient guère au stockage d'énergie. Mais, théoriquement, elle dépasse toujours la limite du printemps. Par conséquent, je partage. Exclusivement comme une illustration du train de pensée possible dans cette direction, et rien de plus.


En général, il s'est avéré ... un "mannequin", c'est aussi un "piège hydromagnétique, comme elle ... un objet de soixante-dix-sept ans". Mais au moins, il était possible de s'amuser sans violer les lois de la physique.

4.4. Et pourquoi prendre la peine de traîner avec vous l'énergie de la fusée ?

En principe, faible. Si vous faites d'une fusée un système ouvert, vous pouvez accomplir beaucoup. Certaines de ces idées fonctionnent déjà, d'autres sont infiniment (et peut-être de façon permanente) loin de leur mise en œuvre pratique. Je les ai réunis ici pour montrer: il existe des alternatives. Soit un degré de fiabilité différent.

4.4.1. Moteurs à "respiration" qui ne transportent pas d'oxygène avec eux.

Ils travaillent dans l'aviation depuis longtemps, mais à des vitesses allant jusqu'à Mach 3-4. Une percée confiante pour ce plafond ne s'est produite qu'au cours de ce siècle. Les États-Unis, la Chine et l'Inde ont testé avec succès ^{[ 910 ]} scramjets ^{[ 905 ]} à des vitesses de Mach 5-6 (la Russie, semble-t-il, même dans la 95e année, mais tout y est en quelque sorte incompréhensible). Le WU-14 chinois ^{[ 915 ]} est capable d'accélérer, vraisemblablement, à 10 M. Vrai, tous ces goodies sont faits non pas pour l'exploration spatiale, mais dans le but de créer un missile balistique manoeuvrant, difficile à intercepter.

4.4.2. Puissance de fusée laser ^{[ 920 ]} .

Une fusée ne porte avec elle qu'un fluide de travail. Sur Terre est une centrale électrique adaptée à l'énergie, qui transfère l'énergie à une fusée avec un laser ou un maser. Peut-être pour évaporer directement le fluide de travail. Peut-être indirectement, via l'ERD. Cela semble très prometteur. En pratique, c'est difficile: et le flux d'énergie d'une telle force dans l'air se concentre mal, et il n'est pas facile de fabriquer un tel laser par lui-même.

4.4.3. Alimenter une fusée ... par fil!

Fou? Bien sûr. Mais les ATGM volent sur 4 kilomètres ^{[ 930 ]} . Est-il possible d'en faire au moins 10 et de transférer au moins gigawatts d'énergie à travers eux? Je l'ai compris et j'ai obtenu qu'un gigawatt puisse être transmis sur un «fil» acier-aluminium avec un rayon de 5 centimètres pendant 100 secondes pendant 10 kilomètres avant que ce fil ne perde sa force en raison d'une surchauffe. Certes, 400 tonnes pèseront un tel «fil». Et pas de flexibilité. Et c'est insultant, les paramètres du matériau du fil (densité, résistivité, capacité thermique, chauffage autorisé) n'entrent dans l' expression du rayon qu'au degré 1/6. Autrement dit, sans substitutions raisonnables de matériau, ces 5 centimètres en 2 millimètres ne tournent pas. Mais! 5 centimètres c'est presque ... des rails. Il s'avère que le railgun [ 940 ]. De plus, si vous sélectionnez un matériau plus précisément, ses 10 kilomètres de long peuvent être effectués. Et cela, considérez-le, est presque un remplacement pour la première étape.

4.4.4. J'entends déjà le chant de «l' ascenseur spatial ».

Malheureusement, cette idée, en plus de difficultés évidentes (par exemple, que faire des satellites qui parcourent déjà leurs orbites?), A une faiblesse fondamentale. Si nous calculons la pression de traction survenant à la base d'un tel câble, alors par ordre de grandeur nous obtenons p = ρgR , où R est le rayon de la planète. En l'assimilant à la résistance à la traction du matériau σ , et en trouvant le rapport σ / ρ nécessaire pour éviter la rupture de ce câble, on obtient σ / ρ ≈ gR = 60 MJ / kg. Autrement dit, si un ascenseur spatial est possible, alors à la limite de la limite de ressort de notre affaire. C'est donc douteux, très douteux.

4.4.5. «Voler avec les corps d'aujourd'hui plus loin que la lune est une expédition à pied de méduses au Sahara»

Car il y a trop de systèmes de survie et de protection à emporter avec eux pour transporter ces corps dans l'espace. Si nous pesions 1 gramme, ne remplirions-nous pas déjà le système solaire? Si nous vivions 1 milliard d'années, nous pourrions voler vers les étoiles voisines sur une voile solaire. Si nous étions des robots, nous n'aurions pas besoin de terraformer Mars pour son règlement et nous pourrions bien marcher autour de Pluton. Les personnes intéressées peuvent continuer - un sujet reconnaissant pour la fantaisie.

Achèvement .