Токамак навыворот или как «перебросить» плазму.

За последние полвека физики научились весьма неплохо управлять высокотемпературной плазмой, что видно на примере большого адронного коллайдера. Однако это умение вероятно можно и нужно серьёзно развивать в совершенно другой практической сфере – в развитии суборбитальной гиперзвуковой техники, некоторых элементах и этапах космонавтики. Речь идёт о движении со скоростями свыше 3 – 5 маха, после которых возникает плазменный ореол вокруг элементов конструкции, которые сейчас принято делать из высокотемпературных материалов, выдумывать способы эффективного охлаждения и механической защиты. Собственно одноразовые космические аппараты обходились бы и без новой технологии, о которой идёт речь далее, однако для многоразовых систем идея может иметь смысл, поскольку прохождение атмосферы на гиперзвуковых скоростях является критическим этапом в любом космическом путешествии. Ну а пассажирские суборбитальные полеты, на мой взгляд, возможны (точнее оптимальны) вообще только с использованием данной технологии.

Смысл идеи в том, что «мешающую» плазму нужно использовать в качестве рабочего тела с помощью особой конструкции летательного аппарата. Процесс плазмообразования в этом случае становится полезным и мы можем позаботиться о его стимуляции, о том, чтобы он был не спонтанным, а управляемым и помогал нам двигаться вперёд. Плазма в молнии возникает при слишком больших напряжениях, спонтанно, но ещё со времён Теслы появились способы управления высоковольтными разрядами. Нас же интересует низковольтное управляемое возникновение плазмы вокруг скоростного объекта и последующий переброс её электромагнитным полем из области перед кораблём назад с формированием спирального вихря вокруг корпуса, обеспечивающего минимизацию контакта плазмы с материалом обшивки. Понятно, что плазма возникает и сама, но в нашем случае процесс нужно «подтолкнуть» опять же особой конструкцией антенн – разрядников, выдвигаемых при достижении начальной скорости спровоцированного плазмообразования в области фронтовых максимумов лобового сопротивления.

Скорость реактивного выброса двигателей – параметр, критически влияющий на тягу двигателя при больших скоростях так же, как для парусника – скорость ветра. И если парусник движется со скоростью, близкой к скорости ветра, какие бы мы теории не придумывали (например, увеличение массы корабля при увеличении скорости), эффективность двигателя резко снижается. Поэтому использовать химические реакции можно только до определённого предела (несколько километров в секунду), после которого сколько бы мы топлива в бак не залили - быстрее не поедем. Что же мы имеем теоретически для плазменного переброса? Почти скорость света! Это тот предел, который пока теоретически ограничивает скорость «сверху», но этого вполне достаточно. Итак, нам нужно создать вихревые плазменные потоки вокруг корпуса, чтобы электромагнитные и центробежные силы отбросили от корпуса возникающую плазму и корабль уже в суборбитальном режиме начал двигаться практически в тонкой вакуумной подушке. Для реализации этого основного принципа требуется много лет научных исследований и практических ОКР, прорывных достижений в области высокотемпературной сверхпроводимости и множестве смежных областей. Но так же, как когда то Циолковский сформулировал цель человечества, к которой началось движение, идея, опережающая своё время, задаёт вектор развития технологий. Современные исследования ведутся в направлении использования атомной энергии для космических полётов, но плазменные двигатели с перспективой интеграции технологии термояда для космических полётов теоретически делает оптимальным адаптивные способы разгона – «токамак» на борту после вывода за пределы атмосферы пригодится для реактивного разгона с использованием термоядерной реакции. Осталось дело за малым – обеспечить компактность конструкции и надёжность функционирования трансформера.