PHYSICAL - TECHNICAL LABORATORY GLUSHKO
НЕРАКЕТНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ В ПУСТОМ ПРОСТРАНСТВЕ
(ИЛИ СЛОВО В ЗАЩИТУ ИНЕРЦИОИДОВ)
Общеизвестно, что ракетному способу перемещения в пустом космическом пространстве присущи два принципиально неустранимых недостатка. Эти недостатки ограничивают его применение даже уже сейчас, в фазе глобального монопольного применения ракет в деле освоения Космоса Человечеством, и беспрецедентного финансирования работ по их усовершенствованию. К ним относятся:
1.Низкое значение коэффициента полезного действия (КПД) ракеты, как системы преобразования энергии топлива, запасённого на борту космического аппарата, в кинетическую энергию движения корабля. При старте с поверхности Земли и выводе корабля на около земную орбиту примерно 95-97% энергии сгоревшего топлива уносится струёй раскалённых газов, а при полёте к Юпитеру уже 99,97%. Такова реальность. Объяснение этому факту простое: чем меньше масса ежесекундно отбрасываемых газов и чем больше их скорость истечения из дюз ракетного двигателя, тем большую часть энергии сгоревшего топлива газы уносят с собой. Этот факт следует из закона сохранения импульса.
Для ясного понимания сделанного утверждения уместна простая аналогия между работой ракетного двигателя и стрельбой из пистолета, где под пистолетом подразумевается сама ракетная система, а под вылетевшей пулей – газы, выбрасываемые ракетным двигателем в течение 1 секунды. Известно, что при выстреле из пистолета подавляющая часть энергии сгоревшего пороха уносится пулей в виде энергии её движения. Чем больше разность масс взаимодействующих тел, тем большая часть энергии взаимодействия приходится на энергию движения малого тела. В пистолетном варианте отношение массы пули к массе пистолета равно, примерно, 1%. Тогда как для современных ракет это отношение составляет уже несколько десятых долей процента.
Если массу пули уменьшать (при сохранении всех других параметров пистолета и массы пороха), то скорость её вылета из ствола увеличится. И на это увеличение скорости будет тратиться дополнительная энергия, поскольку зависимость энергии от массы имеет прямо пропорциональную зависимость, а от скорости – квадратичную. В пределе, уменьшая массу газа (пули) до “нуля”, можем прийти к фотонному двигателю, поскольку масса покоя фотонов света точно равна нулю. Но вот энергия, затраченная на получения фотонной тяги, уже будет в десятки тысяч раз больше, чем у ракетных систем с химическими двигателями. У ракетчиков есть показатель “качества” двигателей ракетной системы, который называется “цена тяги”. По сути это мощность, которая необходима для создания тяги в 1 килограмм силы. Таким образом, появляется возможность делать сравнение различных движителей между собой. В качестве примера укажем, что у современных химических ракетных движителей цена тяги равна примерно, 35квт/кгс., тогда как для идеального фотонного движителя это значение равнялось бы 3 000 000 квт/кгс. Иными словами, чтобы создать фотонную тягу в 1 килограмм силу, нужна электрическая мощность 2 современных ДнепроГЭСов.
2.Поскольку для получения тяги необходимо отбрасывать “рабочее тело” (без этого ракетное движение попросту невозможно), то оно в необходимом количестве должно быть запасено на борту космического аппарата (“рабочее тело” ракет - это газы от сгоревшего топлива). Только поэтому создаются гигантские ракетные системы, у которых полезная нагрузка (космический корабль) составляет всего лишь единицы процентов от их стартовой массы (см. числа Циолковского). Только этим объясняется громадный вес ракетных систем на стартовом столе, причём самых лучших из них, например: американской “Спе́йс ша́ттл” (или аналогичной ей российской “Энергии”) при общей массе системы в 2050 тон масса корабля не превышает 105 тон. Они, образно говоря, представляют собой современные “технические динозавры”. Согласно расчётам, масса “рабочего тела” ракеты, предназначенной для экспедиции к ближайшей звезде (Альфа Центавра), станет сравнима с массой всей Солнечной системы. В расчётах длительность полёта в один конец берётся равной 60 годам: - 30 лет производится разгон корабля с ускорением в 1g, и 30 лет его торможение. О КПД здесь и говорить не приходиться, поскольку он ничтожно мал, в целом около 10 (в степени -30) %. Если же, в силу традиции, как это делается сейчас, лететь туда по инерции, разогнавшись до 3 космической скорости, то полёт будет длиться около 100 тысяч лет. Поэтому, несмотря на все громадные успехи, уже достигнутые технической космонавтикой, приходиться констатировать, что перспектив у современной ракетной техники, для осуществления пилотируемых полётов внутри Солнечной системы, не говоря уже о межзвёздных путешествиях, нет вовсе.
Об указанных выше недостатках ракетных систем уже открыто говорят руководители космических агентств России, США, Китая и Европы, связывая их с идеей полёта человека на Марс. Так Ч.Болден, руководитель NASA, отказался называть даже приблизительные сроки отправки американской экспедиции на Марс. Однако он заметил, что те технологии, над которыми сегодня работает NASA, могли бы сократить продолжительность полёта к Красной планете с нескольких месяцев до нескольких дней. Конечно же, это выполнимо при условии, если они будут работать. Речь идёт о создании новых двигательных установок.
По заявлению главы Роскосмоса А.Перминова полёты на Марс, на современных ракетных двигателях, займут очень много времени. Необходимо создание новой ядерной двигательной установки, уменьшающей массу рабочего тела ракетной системы. Он особо отметил, что Россия обладает всеми технологиями для создания двигателя подобного класса, работа над которым будет закончена в 2019 году. Стоимость проекта оценена в 17 миллиардов рублей. Известно, что между Роскосмосом и НАСА планируется кооперация по этим работам. Заметим, что самой идеи создания ядерного двигателя уже более 80 лет (впервые предложена советским конструктором О.Бартини), которая активно, с 50 годов прошлого столетия, стала воплощаться в жизнь одновременно в СССР и США. Но необходимо отметить, что это всё же ракетная технология и присущие ей недостатки, в совокупности с проблемами использования ядерной энергии и радиационной безопасности, остановили её развитие уже тогда, в восьмидесятые годы прошлого века, подобное произойдёт и сейчас. На наш взгляд, это последняя дань человечества уходящей в лета великой ракетной технологии. Технологии, которая выполнила свою задачу уже тем, что вывела человека в космос и доказала принципиальную возможность и перспективы освоения вселенной, показала положение, которое занимает человека во вселенной, создала материальную базу космической отрасли и многое другое, всего не перечесть. И как говорили древние – все на Земле когда-то зарождается и в своё время исчезнет с её лика. При этом, как для отдельного человека, так и для техники, важным является только то, что после них на Земле останется людям и какая будет новая “поросль”. И поросль уже есть – это неракетные технологии.
Доказательством вышеуказанному является то, что США и Россия упорно работают в направлении создания неракетных технологий. В США результаты данных исследований являются важным государственным секретом, а поэтому об этих работах есть только отрывочные сведения. Тогда как на решение этой проблемы в России можно указать, что специалисты НИИ космических систем (филиал ГКНПЦ им. Хруничева) уже провели в космосе испытания инерционного движителя без выброса реактивной массы. Другой движитель аналогичного типа, разработанный корпорацией РКК “Энергия”, был установлен в корпусе грузового корабля “Прогресс” и испытывался в “геофизических экспериментах”, после расстыковки корабля с МКС.
Недостатки ракетного способа перемещения связаны только с использованием рабочего тела. Их устранение приводит к неракетному способу передвижения в космическом пространстве. В основании способа лежит техническая идея замены рабочего тела ракет на материю межзвёздной среды. Например, для получения тяги может быть использована космическая пыль и даже космические частицы, которые, хоть и в незначительном количестве, но всё же есть в космическом пространстве. Самые большие надежды возлагаются на взаимодействие с электромагнитными и гравитационными полями, являющимися основными материальными “наполнителями” космической пустоты. И более того, предлагается взаимодействовать с самим космическим пространством, как с материальным телом, считая поле сил тяготения и поле сил инерции основными атрибутами пространства. При анализе опубликованных работ в открытых источниках печати чётко вырисовываются два направления исследований в области разработки космических движителей без выброса рабочего тела (неракетных систем):
1 – создание электромагнитных вакуумных движительных установок, в основании которых лежит идея взаимодействия элементов электромагнитной конструкции движителя с электромагнитными полями, свободно распространяющимися в пустом космическом пространстве,
2 – разработка движителей на основе использования сил инерции, которые присущи любым материальным объектам, расположенным в любом месте Вселенной.
В этих областях техники изготовлены в металле уже десятки исправно работающих устройств, разработанных различными авторами. (см. 1. Вадим Чернобров. “Рынок супер идей”, (Первый открытый обзор работ в этой области техники); 2. С.Житомирский. “Эксперименты, которые надо объяснить”. Журнал “Техника-молодёжи” 1969 г №4). В этой статье мы будем обсуждать только движители, работающие на силах инерции, поскольку работая в этом направлении наша лаборатория подошла вплотную к созданию самого движителя, проделав десятки оригинальных экспериментов с силами инерции. Основанием для начала работ является ведущая физическая теория современности - общая теория относительности Эйнштейна. Логика обоснования простая, теория отождествляет гравитационное поле с одной из характеристик физического пространства – его кривизной. В согласии с теорией, гравитационное поле - это уже не самостоятельная сущность (обособленный объект природы, который может быть помещён в конкретный объём пространства, или убран из него), а одно из физических свойств самого пространства, его характеристика. А поскольку в основании теории лежит идея эквивалентности сил инерции и сил гравитации, то и силы инерции представляют собой проявление тех же самых материальных свойств пустого пространства. Поэтому использование сил инерции, для приведения механической системы в движение (которое производится без выброса рабочего тела), является ничем иным, как взаимодействием с материальным пространством, осуществляемым в соответствии с законом сохранения импульса. Иными словами, в природе в принципе нет замкнутых систем отсчёта, поскольку силы инерции проявляют себя в любой точке пространства и в то же самое мгновение, когда на тело начинают действовать сторонние силы. Прежде чем утверждать антинаучность идеи инерционных движителей на том основании, что при этом якобы нарушается закон сохранения импульса, необходимо, как минимум, “развенчать” общую теорию относительности Эйнштейна, которая узаконивает физическую материальность пустого пространства. Вот такой каламбур получается. Представители академической науки отвергают инерционную технологию, считая её лженаукой (по крайней мере так информирует общественность комиссия РАН по борьбе со лженаукой), но в тоже время их знаменем является теория относительности Эйнштейна, идеи которой лежат в основании этих самых инерциойдов.
Главной целью на современном этапе развития инерционной технологии является конкретизация физической сущности сил инерции, как научной основы неракетного способа перемещения в пустом космическом пространстве. Неракетный способ перемещения сулит слишком явные выгоды, чтобы пренебрегать любой попыткой с целью овладеть им и занять лидирующее положение в гонке освоения космического пространства.
Заметим, что в своё время сам Ньютон отказался решать проблему физической сущности сил инерции. Он указал лишь на абсолютный характер ускорений (свойство сил инерции), как на опытный факт, который может быть объяснён только материальностью пространства. В аналитической механике того времени, отмечается ещё одна особенность сил инерции, отличающая их от так называемых “обычных” сил взаимодействия. Она состоит в том, что к ним неприменим третий закон Ньютона, поскольку нельзя указать конкретное тело, со стороны которого эти силы действуют.
Была попытка решения этой проблемы Э.Махом, который в своей “Механике” попытался примирить абсолютность ускорений и принцип относительности, придя к пониманию природы сил инерции как к индуцированному явлению, которое “наводилось” на любое тело всей массой звёзд вселенной. Но как показала история развития физики, положение о “наведении инерции” не согласуется с парадигмой современной физической науки. Действительно, оно возвращает в физику принцип дальнодействия, то есть мгновенность передачи действия на расстоянии, поскольку силы инерции возникают одновременно с действием на тело сторонней силы. А все звёзды вселенной, при этом, находятся на громадных расстояниях от тела, измеряемых миллиардами лет движения света.
Идея А. Эйнштейна связать в один клубок принцип относительности и эквивалентность сил инерции и гравитации была так же далека от решения этой проблемы, поскольку эти положения постулируются в общей теории относительности. При этом оказалось, что физическую природу сил инерции невозможно выяснять в её рамках, они вводятся в теорию априори, как данность. Всё сводилось к прежнему положению об инерции, как к способности тела сохранять равномерное движении, но уже вдоль геодезической линии, при условии отсутствия действия на него сторонних сил. Т.е. к тому определению инерции, которое когда-то сформулировал ещё Галилей. Других попыток решения проблемы физической сущности сил инерции в истории физики больше не было.
В наших предшествующих исследованиях были выявлены ещё несколько новых особенностей сил инерции, которые не обсуждались в научной печати, но их всестороннее изучение может указать на пути подхода к решению проблемы их физической сущности. Конкретными задачами наших исследований являлось углублённое изучение обнаруженных свойств. Они достаточно “неожиданные”, в смысле “все смотрели, но не видели” и это обстоятельство является основанием для того, чтобы привести их в этой статье в качестве наглядного примера того, как делаются открытия в физике.
Одно из таких свойств заключается в том, что вся энергия движения тела (кинетическая энергия) сосредоточена в самом теле, т.е. её нет в окружающем пространстве. Тогда как энергия всех известных силовых полей: гравитационного, электромагнитного, ядерного (слабого и сильного) присутствует в объёме пространства, в котором расположен соответствующий заряд. В связи с чем не представляется возможным говорить о “поле сил инерции”, как таковом. Такого поля сил просто нет в природе. Только поэтому ещё со времён Ньютона считали, что “механизм” образования сил инерции заключён в инертной массе тела и проявляет себя во взаимодействии тела с субстанциональным пространством, то есть с пространством, которое обладает физическими свойствами материального тела. В абсолютно пустом пространстве, лишённом каких-либо физических свойств (математическом), нет оснований для возникновения сил инерции, то есть, не взаимодействуя ни с чем, тело не может “сопротивляться” действию сторонней силы, изменяющей его состояние движения.
Известно, что в процессе столкновения тел изменяется их кинетическая энергия (перераспределяется), которая обеспечивает действие силы инерции. Образно говоря – без энергии нет силы. При передаче импульса передающее тело проходит больший путь, чем принимающее тело. Поскольку энергия передаётся с высокого энергетического уровня на низкий, то, учитывая абсолютный характер ускорения, при перераспределении энергии между сталкивающимися телами, не выполняется принцип относительности. Иными словами системы отсчёта, связанные со сталкивающимися телами не равнозначны. Опосредованным доказательством данного положения является открытие явление не сохранения чётности, обнаруженное при распаде частиц, т.е. с участием сил слабого ядерного взаимодействия.
Самое удивительное то, что мощность сил инерции намного порядков превышает мощность известных сил взаимодействия: гравитационного, электромагнитного, слабого и сильного ядерного. Например, в Большом адроном коллайдере, при столкновении протонов, силы инерции превосходят, как силы кулоновского барьера отталкивания (электромагнитные силы), так и барьера отталкивания ядерных сил коров (или ядер) сталкивающихся нуклонов. Заметим, что взаимодействие различных зарядов происходит через созданные ими силовые поля, а результатом взаимодействия является движение самих зарядов (кинетическая энергия), то возможно предположить существование единого физического “механизма”, обеспечивающего действие всех сил природы (на основе модели “механизма” сил инерции).
Выше говорилось о том, что понятие “масса тела” было введено в физику Ньютоном, который сначала определил её через “количество материи” в физическом теле. Затем он вводит массу в законы физики: сначала во 2 закон механики, а затем – во Всемирный закон тяготения, как меру инерции и источник тяготения. Считалось, что масса тела не зависит ни от каких внешних факторов, например, от скорости движения тела и от того, какие внешние силы на это тело действуют. Однако опыты по изучению движения заряженных частиц в магнитных и электрических полях показали увеличение их масс с ростом скорости. Общепринятое объяснение данного явления связано с релятивистским эффектом специальной теории относительности. При этом следует обратить внимание на то, что в экспериментальных установках (с помощью которых был открыт этот эффект), увеличение скорости движения частиц приводило и к существенному увеличению центробежных ускорений, возникающих при движении частиц в магнитном поле. Налицо действие на частицы сразу одновременно двух факторов: скорости и ускорения, а опытов по их разграничению не проводилось. Тогда как естественней всего предположить функциональную зависимость массы от ускорения, поскольку масса - это связующее звено между силой и ускорением (но не скоростью). Установление такой зависимости прямо следует из субстанциональности пространства и именно это обстоятельство даёт физическую, а, следовательно, и техническую возможность получения движения без отбрасывания рабочего тела.
Необходимо отметить, что ни один из НИИ АН РФ (как и зарубежные научные центры), никогда не занимались изучением сил инерции, с точки зрения решения проблемы установления их физической сущности. В научной печати, со времени создания теории относительности, нет ни одной их публикации по данной тематике. Тогда как значимость решения указанной проблемы огромна для науки в целом (помимо практики освоения космического пространства). Действительно, установление физической сущности сил инерции и “механизма” их действия представляет собой огромное значение для главного раздела физики – теоретической и практической механики. Удивительно то, что до настоящего момента времени силы инерции считались фиктивными. А по сути, им отказано было быть в ранге сил природы (т.е. называться силами, как таковыми), поскольку не было возможным указать тело, со стороны которого они действовали. Претендентом на это тело, по нашим представлениям, является субстанциональное пространство (физический вакуум), что может быть доказано планируемыми экспериментами, а конкретно: – созданием действующего образца инерциойда с тягой в 200 – 300 грамм силы, что в принципе не позволит объяснить её величину другими причинами.
Более того, выше указанное обстоятельство позволяет решить важные научные проблемы, как прикладной механики (особенности работы механизмов машин, сопровождающихся явлением возникновения сил инерции), так и всей теоретической физики (взаимосвязь материи и пространства, физическая основа силовых полей, строение Вселенной и т.п.).
Не следует “сбрасывать с весов” и то, что на основе физической сущности сил инерции возможна разработка механического способа определения абсолютного движения тел, например, скорости движения нашей планеты. Действительно, большинство физических процессов, происходящих в природе, обратимы. Можно подводить энергию к системе, чтобы получать движение, а можно и наоборот – вырабатывать энергию путём торможения системы. А это и есть способ измерения абсолютного движения тел, то есть скорости их движения относительно пространства. Это обстоятельство позволяет измерить абсолютную скорость нашей планеты. Способ существенно отличается от известных способов её измерения, связанных с использованием электромагнитных волн (опыты Майкельсона, Сидерхольма, Троутона-Нобла и др.), которые являлись своеобразными вехами, когда развитие физики круто меняло своё направление. Но что здесь особенно важно - на этой основе возможна разработка способа промышленного производства электроэнергии, т.е. создание инверторов, способных превращать кинетическую энергию движения космических аппаратов, а, следовательно, и нашей планеты, в электрический ток. Это есть экологически чистое производство электроэнергии в неограниченном количестве и решение энергетического кризиса земной цивилизации.
Особо отметим то, что абсолютность (субстанциональность) пространства позволяет качественно по иному делать прогноз геофизических явлений (изменение активности землетрясений и вулканизма, особенности изменения климата планеты), ставя их в соответствие со свойствами космического пространства, которое проходит планета при своём движении по орбите вокруг Солнца. Основанием данного положения является факт сезонной активности землетрясений и вулканизма, что не находит объяснения в рамках современной геофизики, сейсмологии и вулканологии. А так же вести учёт влияния космического климата на психофизиологическое состояние организма человека.
Для теоретической физики важным здесь является то, что мощность силы инерции (работа, совершённая в единицу времени) на много порядков превосходит все другие силы природы. “Механизм” этой силы универсальный и на его основе возможно объединение всех сил природы в единое физическое явление, а в дальнейшем и всех физических полей, сведя их в атрибуты (свойства) субстанционального пространства.
Общеизвестно, что концепция субстанционального пространства находится в прямом противоречии с принципом относительности, как таковым. В связи с чем концептуальные части специальной и общей теории относительности были проанализированы на предмет их соответствия с общепризнанным принципом относительности Птолемея-Коперника, который гласит, что результат любого физического эксперимента не может измениться от смены места наблюдения (истинность данного утверждения не подлежит сомнению). Анализ показал, что в указанных теориях это положение нарушено. Данное обстоятельство требует пересмотра положения, которое занимает релятивизм в парадигме современной физики. (см. 1.В.П.Глушко и др. Принцип относительности Птолемея-Коперника против принципа относительности Галилея – Эйнштейна”, журнал “Демиург” №1 2010г. 2. В.П.Глушко и др. Несостоятельность специальной теории относительности Эйнштейна. Известия НАН РК. №2 2007г. 3. В.П.Глушко и др. Нарушение принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс. Доклады НАН РК. №1, 2010г.)
Можно (а, видимо, и важно) показать сиюминутную масштабность (значимость) этих исследований на примере использования инерциойдов малой тяги, например, всего лишь с силой тяги в 200 – 300 грамм. Такие инерционные движители можно устанавливать внутри корпуса космических аппаратов, поскольку получение тяги происходит без отбрасывания рабочего тела. Поэтому наземные образцы движителей, без дополнительных исследований степени воздействия на их материалы и конструкцию факторов космического пространства, могут непосредственно использоваться для практических целей в космосе, например, монтируя их внутри международной космической станции (МКС). Работа движителя не только даст возможность поддерживать станцию на заданной высоте, но и маневрировать ею в космосе. Сейчас на МКС, для поддержания её орбиты и осуществления манёвров, топливо для химических движителей завозится российскими грузовыми кораблями “Прогресс”, - около 12 запусков в год. Стоимость одного запуска такой ракеты примерно равна 30 миллионам долларов, следовательно - в год РКК “Энергия” на этом мероприятии зарабатывает более четверти миллиарда долларов. И это только расчёты по МКС, не говоря уже о миллиардных программах полётов на Луну и Марс. Аналогичные движители необходимы, как для аппаратов по уборки околоземного космического мусора, так и для космических транспортёров, работающих в ближайшем космосе вплоть до орбиты Луны; в борьбе со спутниками шпионами и установке геостационарных ретрансляторов (спутников связи) над любой точкой планеты. Сейчас орбиты геостационарных ретрансляторов расположены только в плоскости экватора нашей планеты, где все “лакомые места” уже заняты. Наличие неракетного движителя позволяет компенсировать меридианную составляющую и располагать стационарные спутники над любой точной планеты, например, непосредственно над Москвой. Так что рынок сбыта таких движителей огромен.
И как резюме вышесказанному можно отметить, что не стоит с горяча, не подумав и не исследовав, рубить “сук” на котором, возможно, “сидит” земная человеческая цивилизация, имея ввиду публичные заявления комиссии РАН по борьбе с лженаукой. А.К.Циолковский говорил, что “…человечество не вечно будет жить на земле…” и это правда в свете не только экологических, энергетических, демографических и иных проблем земной цивилизации. Но и скрытой угрозы, которая пока прячется в глубинах космоса. Имеется ввиду не только возможное катастрофическое столкновение планеты с космическими телами, но и те неземные факторы, которые когда-то задерживали, а то и круто изменяли развитие жизни на нашей планете. Всё это с жесточайшей необходимостью указывает на то, что человечество должно иметь возможность передвижения в пустом космическом пространстве и, в случае возможной планетарной катастрофы, вовремя смогло покинуть планету. А ракеты в принципе не могут решить эту задачу. И если быть мудрым в решении этой проблемы, то не следует отвергать того, чего никогда не изучал и просто не знаешь. И делаешь это недоброе дело в строптивой заносчивости профессионала, который не заметил в нём искорку настоящего бисера. Затопчешь росток, который может спасти жизнь, как таковую. За это благодарности не будет, даже если всё обойдётся и катастрофы не будет. А время покажет, кто был прав, лишь бы оно было. А если катастрофа всё же грядёт, а, в результате заносчивости барина от науки, уже будет не успеть сделать космическую “лодочку” спасения для человечества, то ему будет искреннее проклятие всего рода человеческого, с тоской смотрящего в недоступное спасительное небо.
Дата публикации: 3 мая 2011