Космические ракеты с термоядерными водородными двигате­лями могут не запасать топливо на борту, а потреблять его не­посредственно из окружающей среды.

В настоящее время ученые всего мира работают над пробле­мой «приручения» термоядерных реакций, над созданием управляе­мых термоядерных реакторов и энергетических установок на их основе.

Советские ученые занимаются разработкой этой проблемы вот уже более четверти века. Изучаются вещества, вступающие в термоядерные реакции при малой начальной температуре и даю­щие значительный энергетический выход, методы нагрева и удер­жания плазмы, а также многие другие проблемы, встающие на пу­ти овладения этим новым энергетическим процессом.

По-видимому, первые термоядерные установки будут рабо­тать не на чистом водороде, а на таких «пусковых» топливах, как смесь дейтерия и трития, смесь дейтерия и гелия, а возможно, и на тройных композициях.

Накануне XXV съезда КПСС в СССР был проведен так на­зываемый физический пуск новой термоядерной установки «Тока-мак-10» (физический пуск — это проверка функционирования сис­темы на нулевой мощности). Установка напоминает собой огром­ный трансформатор, вторичная обмотка которого заменена пусто­телым тором, заполненным смесью дейтерия и трития. При пода­че тока в первичную обмотку во вторичной возбуждается газовый разряд, причем плазменный шнур благодаря текущему по нему току начинает сжиматься и разогреваться. Важно, чтобы плазма не соприкасалась со стенками. Коснувшись стенок, плазма, во-первых, охлаждается, а во-вторых, загрязняется испарившимся материалом стенки, что ведет к ее еще большему охлаждению. Чтобы уменьшить влияние различных неустойчивостей, приводя­щих к деформации плазменного кольцевого жгута и смещению его от центра тора, применяют магнитные катушки. Размеры и пара­метры установки «Токамак-10» таковы, что температура плазмы в ней достигает 2107 К, что только в 4—5 раз меньше требуемой для начала термоядерного синтеза.

В Физическом институте им. П. Н. Лебедева АН СССР ус­пешно ведутся работы по инициированию термоядерных реакций с помощью лазерного излучения. Такой путь считают перспектив­ным для импульсных термоядерных реакторов.

Все это означает, что уже сейчас настало время для изучения инженерно-технологических вопросов создания термоядерных ра­кетных двигателей.

Наибольшая энергопроизводительность характерна для ядер­ных реакций аннигиляции: 1 кг массы вещества и антивещества при полной аннигиляции должен выделить 91013 кДж энергии, что более чем на два порядка превышает эиергопроизводитель-ность термоядерных реакций. Но в отличие от термоядерной проб­лемы задача создания аннигиляционных установок представляет­ся более сложной из-за того, что не решены вопросы производст­ва антивещества.

Природные ресурсы антивещества пока неизвестны, существу­ют лишь предположения и косвенные данные о том, что в меж­звездном пространстве оно может существовать в незначительных количествах — до 10-5 % обычного вещества. Большой интерес представляют запланированные эксперименты по обнаружению так называемых антизвезд с помощью «нейтринных телескопов». Астрофизики подсчитали, что при вспышке каждой сверхновой звезды выделяется мощный поток нейтрино и антинейтрино, при­чем если эта сверхновая звезда состоит из антивещества (анти­звезда), то поток нейтрино из нее будет превышать поток анти­нейтрино. Для обычной же сверхновой звезды, состоящей из обыч­ного вещества, поток антинейтрино будет примерно в два раза превосходить поток излучаемых нейтрино.

Если когда-либо будут открыты антизвезды, то надежда на использование рассеянного в космосе антивещества существенно увеличится.

Получение антивещества в земных лабораторных условиях потребует разрешения таких проблем, как получение элементар­ных античастиц, синтезирование из этих античастиц химических элементов антивещества в плазменном состоянии, охлаждение плазмы, ожижение и затем отверждение антивещества. Естествен­но, что все перечисленные процессы должны проходить в любой фазе без контактов антивещества со стенками (из вещества). Это условие и является одним из решающих в проблеме получения антивещества.

Сейчас трудно предсказать, когда именно появится первое ан­тивещество, пригодное для хранения на борту ракеты. Но темпы физических исследований растут с каждым днем. На ускорителях получают ядра антиводорода, а на новых ускорителях больших энергий — и более тяжелые ядра. Так, при энергии соударения протонов с бериллиевой мишенью 30 ГэВ * был получен антидейт­рон, а при энергии около 70 ГэВ — ядра антигелия. В Сибирском отделении АН СССР успешно ведутся работы по получению нейт­рального газообразного антиводорода **.

* ГэВ — гигаэлектронвольт (10э эВ). ** От античастиц к антивеществу. — «Наука и жизнь», 1977, № 2, с. 40.