Подъем аэростата в атмосфере Земли или удержание дири­жабля в равновесии — типичный пример использования внешних ресурсов. В данном случае атмосфера Земли играет роль преобра­зователя градиента земного гравитационного поля в вертикальный градиент атмосферного давления. Иначе говоря, используется энергия гравитационного поля Земли.

К внешним, т. е. не запасаемым на борту летательного аппа­рата ресурсам, можно отнести электростатическое и магнитное по­ля Земли, различные виды энергии атмосферы (механическую, тепловую, химическую и т. п.), энергию солнечного излучения, а также термоядерную энергию, которая потенциально сосредоточе­на во влаге, содержащейся в земной атмосфере.

Даже сами по себе внешние космические массы — от мельчай­ших частиц мироздания (нейтрино, электронов, протонов, нейтро­нов и т. п.) и до скоплений галактик — также могут считаться «внешними» неиссякаемыми кладовыми ресурсов, необходимых для перемещения космических летательных аппаратов.

Таким образом, внешними ресурсами космических тяговых систем считают инертные массы и энергетические источники, кото­рые не запасаются на борту летательного аппарата, но могут ис­пользоваться для его движения, для создания тягового усилия.

Деление внешних ресурсов на массовые и энергетические ус­ловно, так как это два эквивалентных понятия: 1 кг массы экви­валентен 91013 кДж энергии в соответствии с известным соотно­шением специальной теории относительности

Е = тС = 9 • 1013 кДж/кг, определяющим потенциальную энергию любой массы покоя. Ре­ально любое тело имеет несколько большую энергию, так как в нее входят тепловая энергия, энергия химических связей, магнит­ная энергия и т. п.

Ранее были перечислены некоторые виды энергии околоземно­го пространства, составляющие как бы потенциальную энергию атмосферы. Возможность использования этих видов энергии в космических тяговых системах уже становится предметом изуче­ния и даже фигурирует в нескольких выполненных проектах кос­мических кораблей будущего. Тем более интенсивно ведутся рабо­ты по исследованию возможности использования в тяговых систе­мах внешних ресурсов массы пока только в качестве рабочего тела реактивных двигателей. Проблема высвобождения потенци­альной энергии из массы покоя, например за счет аннигиляции, еще ждет своего решения.

Интересно, что предложения по использованию внешних ре­сурсов стали появляться практически одновременно с предложе­ниями о космических полетах. И это не случайно — ведь космо­навтика создавалась вслед за воздухоплаванием и авиацией.

Основоположник идей о возможности использования в косми­ческой энергетике внешних ресурсов К. Э. Циолковский*.

Ю. В. Кондратюк, С. П. Королев, В. П. Глушко, Ф. А. Цандер и другие также уделяли этой проблеме много внимания, особенно в двадцатые — тридцатые годы нашего столетия. Особое место занимают работы советского инженера Ф. А. Цандера, который первый предложил использовать крылья для подъема космических ракет в атмосфере и для спуска космических аппаратов на Землю и планеты, воздушно-реактивные двигатели для этих же целей, устройства для приема и преобразования солнечной энергии, электростатическую зарядку космического корабля и использова­ние электростатических движущих сил, гравитационного притяже­ния планет и т. п. Все эти предложения направлены на решение одной проблемы — отыскание наиболее доступных и рациональных путей осуществления космических полетов человека. Идеи Ф. А. Цандера послужили отправной точкой многочисленных со­временных исследований по использованию внешних ресурсов мас­сы и энергии для увеличения эффективности ракетно-космической техники будущего.

«Деятельность и личность Фридриха Артуровича Цандера не могут не вызвать невольного восхищения...» — так писал об этом инженере и ученом первый космонавт Земли Юрий Гагарин.

* И. И. Гвай. О малоизвестной гипотезе Циолковского. Калуга, Ка­лужское книжное издательство, 1959.

В настоящее время многие из предлагавшихся методов ис­пользования внешних ресурсов уже осуществлены или находятся в стадии осуществления. Так, земная атмосфера используется для торможения спускаемых аппаратов при возвращении их из кос­моса, создания подъемной аэростатической силы (запуск ракет с аэростатов), увеличения эффективности тяговых систем (исполь­зование аэродинамического качества, применение в проектах бу­дущих систем химических, ядерных и электрических воздушно-реактивных двигателей и тяговых систем с накоплением атмосфер­ных газов, использование тепловой энергии атмосферы).

Существуют многочисленные проекты использования солнеч­ного излучения для непосредственного создания тягового усилия (солнечный парус) или для получения механической, тепловой, электрической и других видов энергии.

Находит практическое применение использование гравитаци­онного поля планет для дополнительного ускорения или измене­ния плоскости орбиты летательных аппаратов, околоземного маг­нитного и гравитационного полей для ориентации летательных аппаратов и т. п.