Изотопный двигатель

Изотопами в наше время никого не удивишь.
Подумаешь, атомы как атомы! Только у одних больше нейтронов в ядре, у других меньше. А заряд одинаковый.
В школьных учебниках написано, что начиная с 83-й клетки таблицу Менделеева заполняют изотопы радиоактивных элементов, которые распадаются самопроизвольно.

Сейчас сотни тысяч людей сталкиваются с ними ежедневно. В Москве открыт даже магазин «Изотопы». Помнится, в каком-то кинофильме есть такой кадр: на фоне ультрасовременной витрины этого магазина стоит старик в ушанке и валенках с калошами. Поучительное сопоставление. Сравните жидкостный ракетный двигатель с изотопным — контраст такой же.
От такого двигателя — ни огня, ни дыма. Реактивная тяга создается за счет выброса продуктов распада радиоактивных элементов: ядер атомов гелия — альфа-частиц, бета-частиц, — электронов, гамма-излучения. Конечно, выгоднее всего – альфа-частицы. Они массивны и, вылетая, толкают корабль почти в 10 тысяч раз сильнее, чем электроны. Отдача гамма-квантов совсем ничтожна. Поэтому английские ученые Шорт и Себин выбрали в качестве горючего для своего космического корабля изотоп тория с атомным весом в 228 атомных единиц. При распаде он испускает альфа-частным и обладает еще одним редчайшим достоинствам: период его полураспада — 1,9 года, то есть только за этот срок израсходуется половина радиоактивного топлива. Значит, именно на время полета поток излучения будет достаточно мощным и стабильным.
Если сделать из тория диск диаметром метров 12, то отдачи частиц, вылетающих с его поверхности, вполне хватит, чтобы разогнать ракету и доставить ее, скажем, на Марс. Неважно, что по сравнению с тягой жидкостных двигателей в сотни тысяч тонн граммы изотопной тяги кажется насмешкой. Ведь работать такой двигатель может всю дорогу, а «старичок» быстро выдыхается. Да и скорость истечения у изотопного двигателя в 3 — 4 тыс. раз больше. Но чтобы ториевый диск работал, с ним нужно проделать небольшую операцию. Альфа-частицы, естественно, могут вылететь в любую сторону, а реактивная тяга вперед появится только в том случае, если в результате всех сложных (или простых), длительных (или мгновенных) — короче, любых процессов образуется направленный поток альфа-частиц, летящих назад. Это азбука механики.
Поэтому с одной стороны ториевого диска надо «приклеить» бериллиевой поглотитель, в котором бесславно завязнут все разгулявшиеся альфа-частицы, вздумавшие вылететь вперед.
Конструкция изотопной ракеты несложна: кабина экипажа, поглотительный слой бериллия и ториевый источник. Налицо все признаки современного стиля: простота, легкость, надежность.
Пожалуй, единственный недостаток: сама ракета взлететь с Земли не сможет. Придется обращаться за помощью к ветеранам — жидкостным двигателям. Они вытолкнут космическую ракету за сферу земного притяжения, а там уже изотопный двигатель сам станет «на ноги».
Небольшой вес и надежность делают незаменимыми изотопные двигатели для спутников. Они могут работать очень долго, им не страшна метеорная опасность: вырвет один кусок — будет работать остальная часть диска.
Пока их нет — они существуют только в мечтах, но можно не сомневаться, что скоро мы увидим изотопные двигатели в Космосе.

Читайте также:
Наша солнечная система для детей.