Байкальская ракета

Эта цепочка рассуждений родилась после прочтения на форуме Новостей Космонавтики фразы о том, что после выхода в работу Фалькона-9, даже без Старшипа, все старые, классические ракетные планы и проекты можно выкинуть без сожаления - и российский лунный супертяж, и SLS, и Ангару, и ТриЗенит...

Исходная мысль же цепочки была довольно простой - если не работают классические планы, а выскребать оптимизацию классических средств выведения сложно и не так уж выгодно, то нельзя ли найти неклассическую схему?

Ядерные средства - дорого и небезопасно, мягко говоря. А за исключением атомно-импульсного привода - и не очень пригодно для выведения. Не говоря уже о том, что за исключением твердофазных ЯРД, ещё и довольно фантастично. ТЯРД в ту же степь.

Мегаструктуры - лифт, петля Лофстрома - ещё дороже и фантастичней. Из них самой реализуемой выглядит лучевая дорога на лазерных реактивных двигателях с внешним приводом, но и у неё есть все те же проблемы - большой стартовый взнос и ограниченность применения - не все наклонения доступны.

Неракетный запуск? Праща, продемонстрированная товарищами из SpinLaunch - https://habr.com/ru/news/t/588943/ неплохой вариант - но, опять же, он только частично неракетный.

А что можно было бы выжать из химических ракет?

Возьмём старую идею Цандера о полностью сгорающей ракете - когда конструкция тоже часть топлива. Тогда логично сделать ракету из твердого топлива.

Возьмём экологичное и безопасное твердое топливо. Водяной лёд и алюминий в виде нанопорошка. Идея ALICE. https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php/topic,9950.0.html

Если делать РДТТ с осевым каналом - корпус заряда без внешнего подкрепления не выдержит давления. Можно сделать с торцевым горением. Но без сопла эффективность РДТТ, и так невысокая - по PROPEP товарищи насчитали примерно 200 секунд - падает вообще в дно. Кроме того, управление вектором тяги тоже необходимо как-то осуществлять.

Есть интересная концепция электростатического сопла, когда на процесс горения влияет электрическое поле. Возможно, получится его сделать, включив конденсаторные обкладки в состав топлива заряда.

Есть концепция теплопроводников, попросту, теплопроводящих проволок в теле заряда, которые могут формировать отдельные квазисопла в теле заряда.

Можно отформовать заряд специальным образом - выделив сопла.

Можно - на атмосферном участке - использовать встречный напор воздуха для обжатия выхлопа.

К сожалению, не могу сказать без экспериментальных проверок, какой вариант или какие понадобятся и хватит ли их. Ясно только одно - для торцевого горения нужна площадь торца, а для ровности выведения было бы неплохо иметь постоянное ускорение. С переменной массой это означает пирамидальную или конусную форму ракеты.

К слову, цельносгораемая ракета при импульсе в 200 секунд всё-таки позволяет выпнуть на орбиту примерно 1% стартовой массы. Оч-чень с потолка, но всё же. И не мусорит на орбите.

Про подготовку топливного заряда надо сказать пару слов.

Алюминиевый нанопорошок с зерном менее 100 нм - штука дорогая и взрывоопасная и большая часть времени его производства уходит на пассивацию, например, водой, и всякие просушки. Однако ж нам нужна замороженная взвесь в воде, и на этот случай как раз есть патенты по получению водяной взвеси нанопорошка из алюминиевого сырья или лома - например, https://patents.google.com/patent/RU2612117C1/ru. Очень удобно. Даже учитывая, что порошка и воды надо 1:1 при стехиометрическом соотношении.

А байкальской такую ракету я назвал из-за того, что рабочая температура топлива ALICE в -30 градусов Цельсия спокойно достигается зимой на открытом воздухе на льду Байкала, а исходники есть на месте, причем алюминий как в донных отложениях, так и на алюминиевом заводе поблизости.

Собственно, для практики такое не используешь. Слишком мало данных. Одна идея.

Однако же, для какой-нибудь фантастики растущие на льду озера пирамиды, которые потом могут оторваться и улететь в космос на ракетной тяге, были бы вполне в тему ;)

Например, вот в этой истории - https://author.today/work/17785