Можно ли выйти на орбиту при помощи парового двигателя?

Майк Хьюз (Mike Hughes, Безумный Майк) родился 9 февраля 1956 года в Оклахоме. С детства парень участвовал в мотогонках, а в 20 лет стал чемпионом ледовых заездов Американской мотоциклетной ассоциации. Основными чертами его характера были стремление к славе, упрямство и полное отсутствие страха. Погиб он при испытаниях своего изобретения 20 февраля 2020 года.

Стремясь к славе, он сначала участвовал в автомобильных гонках, а затем задумал создать реактивный мотоцикл, на котором можно было бы перелететь через Гранд Каньон. Он нашел соратников, деньги на свой проект и начал изобретать.

Надо сказать, что реактивный мотоцикл к тому времени уже был создан и испытан, каньон он перелететь не смог. Потому еще на начальном этапе проектирования было решено сделать нечто еще более парадоксальное — паровую ракету.

Изобретение назвали SkyLimo (Воздушный лимузин). Движитель изделия был паровым. Большой, 300-литровый бак, заполненный водой, раскалялся до сверхтемператур при помощи сжигания пропана. В результате в баке образовывался очень сильно сжатый пар, который, истекая через сопло, должен был дать тягу примерно в 2000 кгс. Расчеты показывали, что этого достаточно, чтобы перелететь через Гранд Каньон.

Официального разрешения на полет над Каньоном изобретателям получить не удалось, но от своих намерений они не отказались. Просто решили «полетать» над каньоном реки Сан-Педро.

Во время испытательного запуска оказалось, что целый ряд расчетов ошибочен. В результате ракета, пролетев на небольшой высоте почти 350 метров, на скорости около 560 км/ч задела землю. Ракета превратилась в хлам, но пилот остался жив и через несколько месяцев его выпустили из больницы.

Совершенно не утратив решимости продолжать эксперименты, Майк и его товарищи продолжили опыты, убедившись в принципиальной работоспособности их идеи.

Новую ракету делали, рассчитывая выйти если не на орбиту Земли, то хотя бы в космос (на высоту выше 100 км от поверхности планеты). Для этого планировали поднять ракету на большую высоту при помощи водородного баллона, а уже там стартовать ввысь, реализовав таким образом идею воздушного старта в космос.

Новая ракета проектировалась с еще большим водяным баком, расчетная сила тяги должна была превысить 3200 кгс. Предполагалась, что мощности ее парового движителя хватит на подъем до высоты 30 км.

Увы, техника оказалась не слишком надежной. Один раз ракета перегрелась и чуть не взорвалась, а два раза непосредственно перед стартом были обнаружены течи пара в системе.

Наконец на четвертый раз у Безумного Майка просто не было выбора. Их спонсоры наседали, они были крайне раздражены несколькими отсрочками — ведь перед каждой попыткой пуска приглашали телерепортеров. На четвертый раз Майк решил лететь в любом случае.

При старте на ракете отказало управление. Через 22 секунды после запуска аппарат на скорости около 650 км/ч вошел в землю. От паровой ракеты и ее изобретателя остались одни ошметки. Предположительно из-за неполадок в управлении силой и направлением тяги ускорение стало критическим, пилот потерял сознание и потому не включил парашютную тормозную систему, не среагировал на предупреждения об опасности, которые давали с Земли.

Однако, с учетом расчетов и результатов, приходится признать, что сама идея вывода в космос небольших аппаратов при помощи парового движителя теоретически вполне работоспособна.

Кстати, идея выводить спутники на орбиту при помощи пара родилась еще в конце 1950-х годов, когда фирма Babcock & Wilcox (B&W) провела необходимые расчеты и спроектировала устройство для вывода спутников на орбиту. В 1964 году был получен патент США за № 3131597 на «Метод и аппарат для запуска ракет», а за три года до этого фирма предложила вниманию NASA меморандум «Пароводородный ускоритель для запуска космических аппаратов». Предполагалось уменьшить стоимость вывода на орбиту 1 кг полезной нагрузки до $ 400, что по сравнению с ценой того времени — $ 2500 — было огромным успехом.

Увы, в NASA не решились опробовать методику, которая ущемляла интересы ракетостроителей, тем более что перегрузки при старте, по расчетам разработчиков, могли доходить до 100g, что делало эту методику неприменимой для пилотируемой космонавтики.

Видимо, поэтому потенциально успешный проект не стали реализовывать. Однако в наше время существует проект использования паровых двигателей для работы беспилотных комических зондов в системах Сатурна и Юпитера.

В настоящее время NASA финансирует проект создания парового ракетного двигателя World Is Not Enough (WINE), который ведет фирма Honeybee Robotics. Предполагается, что космический разведчик будет садиться на астероиды, которые, как известно, часто в значительных количествах содержат лед. После посадки и проведения научных исследований машина будет производить бурение пород и добычу воды. После восполнения запасов рабочего тела аппарат сможет взлететь и продолжить исследования на другом астероиде.

Так что, пока не изобретены фотонные или гравитационные ракетные двигатели, не будем ограничивать исследования, ведь вполне возможно, что паровые ракеты, работающие в поясе астероидов и в системах планет-гигантов Солнечной системы, окажутся очень полезны. Пока вопрос лишь в том, как межпланетные зонды, оснащенные паровыми ракетными двигателями, доставить туда…