М.А. Железняк
Польза астероидов
        НАСА к 2025 году планирует захватить и доставить на окололунную орбиту астероид. Агентство собирается использовать его в качестве промежуточной станции для отправки астронавтов на Марс. Планетолог Ричард Бинзель (Richard Binzel) из Массачусетского технологического института в журнале Nature подверг критике эти планы. Захват далёкого объекта и его транспортировка к Луне, по мнению Бинзеля, не может сократить продолжительность полёта или увеличить скорость космического корабля. Вместо этого Бинзель предлагает направить финансирование, предназначенное для захвата далёкого астероида, на другие, но похожие цели.
        Он считает, что для человечества важнее международная кооперация в создании специальной миссии, предназначенной для исследования околоземных астероидов, которые он и предлагает захватывать, как более легкодоступные. В рамках такой программы возможен отбор наиболее перспективных объектов для посещения в ближайшие 20 лет, а также оценка опасности, связанной со столкновением астероидов с Землей.
        Отдельное внимание специалист призывает уделить созданию специальных роботов-манипуляторов, которые могли бы изменять траектории полёта малых космических тел. Осваивая с течением времени всё больше астероидов, находящихся на далёких расстояниях от Земли, люди могли бы таким образом постепенно приблизиться к Марсу уже к середине XXI века.
        Однако, идею Бинзеля об использовании околоземных астероидов можно развить в несколько ином направлении. Дело в том, что основные затраты в космических полётах – сообщение космических скоростей массе рабочего тела ракетного двигателя, которое будет использовано космическим кораблём для межпланетных перелётов. Между тем ледяной астероид, а их достаточно много вблизи земной орбиты, это уже имеющий такую скорость массив рабочего тела, использовать который можно, например, так, как показано на рисунке:

Рис. 1. Схема астероидного корабля
        Человечеству не под силу, по крайней мере, в обозримом будущем, вывести даже на круговую орбиту массу рабочего тела, эквивалентную совсем «маленькому» по астрономическим меркам ледяному астероиду (скажем, массой 5 тыс. тонн, то есть радиусом ~ 100 м), которых немало в околоземном пространстве. На рис. 1 показан многоразовый атомный двигатель (1), плавящий лёд астероида, испаряющий его в рабочей камере и выбрасывающий пары из сопла с максимально достижимой скоростью. Двигатель закреплён на астероиде таким образом, чтобы его вектор тяги можно было ориентировать в широком диапазоне углов. Во впадине расположена кабина корабля (2).
        Идея заманчива, но технологически очень не простая. Нужно ведь доставить на астероид совсем не маленький двигатель с атомным реактором, жилой и аппаратный модули, закрепить и смонтировать всё в виде единой системы. Для этого потребуется очень немалое время... Если работы будут выполнять люди, им будут нужны системы и материалы жизнеобеспечения, попросту говоря станция длительного действия с периодическим пополнением ресурсов. И всё это на летящем по своей орбите астероиде. Конечно, дело существенно упрощается применением роботов. Робототехнический монтаж намного проще, но какова сложность и стоимость роботов-монтажников трудно представить. Во всяком случае на современном уровне.
        Гораздо более интересен этот метод для запуска «зондов дальнего следования», масса которых обычно измеряется единицами тонн. При таком соотношении масс рабочего тела и зонда последнему можно сообщить о-о-чень приличную скорость! Её можно посчитать по формуле Циолковского V = Uln(M0/M), где V – конечная скорость зонда, U – относительная скорость истечения рабочего тела из сопла, M0/M – отношение начальной и конечной масс зонда. Конечно, V  получится далеко не релятивистской, но всё-таки много больше скоростей, полученных «Вояджерами» в начале их одиссеи.
        Вот здесь полезно вспомнить идею В.А. Лопоты о космическом заводе. После окончания срока работы МКС её российский сегмент следует вывести в точку Лагранжа L3, снабдить атомным источником энергии, системой автоматического поддержания в рабочем состоянии и использовать в дальнейшем в качестве производственной базы.
        Точки Лагранжа (см. рис. 2) удобны тем, что помещённое в них тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с массивными телами (в нашем случае, Землёй и Луной). Точка L3 лежит на прямой Земля – Луна и находится на противоположной от Луны стороне.

Рис. 2. Точки Лагранжа.
        В эту же точку космическими буксирами можно помещать небольшие ледяные космические объекты, которые послужат строительным материалом. Благо гелиосварка всегда под рукой. Высокая стабильность точек Лагранжа обеспечивает пребывание и производственного комплекса, и доставленных туда «стройматериалов» неограниченное время без какой-либо коррекции. Её удаление, кстати, обеспечивает безопасность Земли при ошибках буксировщиков – есть время для исправления. А на «космоскладе» объектов, находящихся не так далеко от Земли и пригодных для такого строительства (массой 500-550 тонн и диаметром от 7 до 10 м), достаточно много – порядка 20 тыс. шт.
К основной странице