Рассмотренный в гл. 12 способ использования внешних ресурсов, состоящий в предварительном накоплении атмосферных компонентов при орбитальном полете и в дальнейшем их применении в качестве реактивной массы электрореактивных двигателей, пригоден только для полетов в пределах Солнечной системы.
Для более дальних полетов, скажем, к ближайшим звездам, этот способ, по современным представлениям, оказывается непригодным. Вместе с тем полет к звездам без использования внешних ресурсов представляется (также по современным воззрениям) практически невозможным, если даже применить для этого термоядерный двигатель, описанный в гл. 13. Известно, что даже для идеальной реакции термоядерного синтеза (все вещество реагирует без остатка) и идеального термоядерного двигателя (вся энергия расходуется на создание тяги) отношение конечной массы летательного аппарата, ускоренного до скорости, составляющей 90% световой, к начальной массе составляет ничтожно малую величину 0,001%, что явно не может считаться приемлемым.
В связи с этим попытаемся рассмотреть возможный облик тяговой системы, пригодной для осуществления полетов за пределы Солнечной системы, тем более что интерес к таким полетам и к характеристикам соответствующих технических средств проявляется уже сейчас как со стороны специалистов в области космонавтики, так и со стороны ученых, исследующих проблемы обнаружения деятельности внеземных космических цивилизаций.
Можно предположить, что обе задачи — и полет к ближайшим звездам, и обнаружение космических цивилизаций — станут в недалеком будущем практической необходимостью для человечества, Вот почему и тяговые системы, которые могли бы быть использованы для этих полетов, все чаще находят отражение в технической литературе практически всех промышленно развитых стран.
Здесь будет рассмотрен межпланетный прямоточный двигатель, который, как нам представляется, является промежуточной ступенью для создания двигателя, пригодного для обеспечения межзвездных полетов. Заметим, что, по современным представлениям, межпланетная и межзвездная среда состоит в основном из водорода, примерно 1 % которого приходится на дейтерий, и гелия.
Для предварительных расчетов можно принять, что межпланетная среда состоит из водорода, находящегося в молекулярном, атомарном и ионизованном состояниях. Таким образом, основой энергетического процесса двигателя можно считать получение на борту летательного аппарата термоядерной энергии, выделяемой в результате синтеза космического водорода.
Теория прямоточного двигателя, как и вообще всех воздушно-реактивных двигателей, основывается на фундаментальной работе Б. С. Стечкина «Теория воздушно-реактивного двигателя», которую этот выдающийся ученый, ставший впоследствии видным академиком, опубликовал в 1929 году. Захват внешней среды, подвод к ней энергии и выброс реактивной массы через ускоряющее поток сопло — этот принцип одинаково справедлив как для создания двигателей, работающих в атмосферах планет, так и для межпланетных и межзвездных двигателей.
На базе работ Б. С. Стечкина было создано целое семейство авиационных реактивных двигателей. Кроме того, обширные знания и талант этого ученого распространились и на заатмосферную область. В 30-х годах он был научным консультантом ГИРДа, читал лекции по теории реактивного движения, работал в тесном контакте с С. П. Королевым, был активным пропагандистом идей об использовании внешних ресурсов массы и энергии в ракетно-космической технике.