Необходимая суммарная мощность электростанций корабля и Луны может быть уменьшена примерно в 100 раз, если удастся увеличить потенциал корабля примерно в три раза (до 1000 млн. В) при одновременном снижении потенциала Луны более чем в

10 раз (до 28 млн. В). Естественно, что для этого потребуется применение более прочного кабеля и более мощной ЯЭУ на ко­рабле.

Заранее отметим, что общий расход энергии на первичную за­рядку Луны и корабля примерно в 100 раз превысит расход энер­гии, который требуется для преодоления гравитации с помощью ЖРД (КПД = 50%). Не следует, однако, забывать, что при ис­пользовании ЖРД необходим, кроме того, значительный расход бортовой массы. Если корабль и Луна уже заряжены, а утечки заряда не происходит, то энергия, которая затрачивается на их относительное перемещение, в случае использования электроста­тических сил оказывается в несколько раз меньше, чем при ис­пользовании ЖРД. Наконец, с учетом упомянутой выше обрати­мости транспортных операций, энергетическая эффективность ку-лоновской тяги становится выше эффективности тяги ракеты в десятки раз. Что же касается, массовой эффективности, то эти методы, по-видимому, вообще не могут сравниваться, поскольку кулоновская тяга создается практически без выброса бортовой массы.

Для демонстрации этого положения рассмотрим расход бор­товой массы, требуемый для осуществления зарядки Луны и ко­рабля.

Хорошо известно, что для зарядки изолированного тела тре­буется либо присоединить к нему частицы того или иного знака, либо удалить их. Проще всего, по-видимому, сообщить Луне и кораблю положительный заряд, так как пороговая напряженность поля автоэмиссии* протонов примерно на порядок выше, чем для электронной автоэмиссии, и составляет 1010 В/м. Кроме того, электроны легче разогнать в ускорителях.

Процесс зарядки состоит в следующем. В электронном уско­рителе разгоняют пучок электронов (плотность пучка должна со­ответствовать необходимой силе тока зарядки — в нашем случае при равенстве потенциалов Луны и корабля зарядные токи соот-

* Автоэмиссия — это самопроизвольное покидание тела заряженной частицей, вызванное высокой напряженностью электрического поля. При­мером автоэмиссии служит школьный опыт, демонстрирующий явление «электронного ветра» — стекание электронов с острия.

ветственно равны 0,77 А и 0,65 мА). Энергия ускоренных электро­нов выражается в электронвольтах и для идеальных условий со­ответствует ускоряющему напряжению в вольтах. Очевидно, что ускоряющее напряжение не должно быть меньше конечного по­тенциала Луны или корабля, так как в противном случае элект­роны не смогут удаляться от заряженного объекта «в бесконеч­ность», а, описав замкнутую траекторию, под действием кулонов-ского притяжения к положительно заряженному объекту, будут возвращаться на него и компенсировать (нейтрализовать) заряд. Очень важно определить направление пучка ускоренных электро­нов. Его можно направить с корабля в сторону, противоположную Луне, но можно направить и в сторону Луны. В последнем случае ток электронного пучка с Луны придется увеличить, но зато на корабль можно установить менее мощный, а следовательно, и более легкий ускоритель.

Масса ускорителя имеет большое значение для конструкции летательного аппарата. Не могут быть поэтому использованы ком­пактные, но тяжелые (из-за магнитных устройств) синхротроны — хорошо освоенные циклические ускорители электронов*. Наиболее подходят для ускорения электронов в космическом корабле так называемые электростатические ускорители, основной элемент ко­торых — ускоряющие трубки, представляющие собой набор уско­ряющих электродов с центральными отверстиями для прохода электронного пучка. Поскольку прочность разделяющих эти элект­роды изоляторов по современным представлениям не допускает напряженностей поля выше 15—30 кВ/см, необходимые длины ус­коряющих трубок достигают нескольких сот метров, их создание превращается в серьезную конструкторскую проблему.

На поверхности Луны, очевидно, могут быть установлены и более тяжелые ускорители, например, упомянутые выше синх­ротроны.

Следует, конечно, отметить, что в настоящее время ведутся исследования новых типов ускорителей, дающих большие токи и энергии ускоренных пучков, имеющих высокие значения КПД,

* В Физическом институте АН СССР им. П. Н. Лебедева был синхротрон с максимальной энергией электронов 680 млн. МэВ,

создан