А на чём можно взлететь, кроме химического?

Question

Просто по приколу я придумываю для себя вселенную (на данный момент я туда приписываю примерно 3000-й год) . Не чтобы куда-то выложить, а просто пофантазировать и порисовать в скетчбуке. Там люди расселились по многим планетам и системам. У меня появился вопрос: ракеты сейчас, если я правильно понял, работают на химическом нефтяном топливе (с примесями) , из-за этого нужно брать очень много топлива и строить из ракет целые небоскрёбы (шаттл в стартовой позиции тоже немаленький) . Это как-никак будуще, на Земле уже может быть достаточно мало нефти. Да и химические двигатели не могут использоваться вечно. Я узнал про электрические двигатели (плазменные, ионные и т. д. ) но, насколько понял, они не могут сейчас нормально работать в атмосфере. Вопрос в том, можно ли сделать такой двигатель для работы в атмосфере (в фантазиях у меня самолёт с компактным ядерным реактором для питания этого двигателя) , или есть боле реалистичные алтернативы на будуще?

Answer 1

Из реально изготовленного в металле в СССР и США - твердофазный ядерный двигатель. В идеале - двухрежимный, в нижних слоях работающий на атмосферном воздухе (нагревая его в реакторе тысяч до трех градусов) , чтобы не тащить много водорода (но это очень сложно сделать, даже на химических ракетах двухрежимники не взлетели) . Проект был - Гурколет М-19 как наш ответ Шаттлу. Главные минусы - реактор тяжелый и дорогой, очень высокие риски при аварии.
Если взять пофантастичне - двухрежимный же термояд, как в шаттлах из Аватара Кэмерона (вероятно, ещё боле громоздкий, но частично снимает риски радиационного заражения) .
Также рассматривался ядерно-импульсный двигатель корабля типа Орион. Очень большого, разгоняемого атомными мини-бомбами. С какой-нибудь необитаемой планеты можно попробовать так взлетать.

У электрореактивных и других двигателей с преобразованием энергии будут проблемы с наращиванием удельной мощности до достаточной для старта с поверхности. И, естественно, тоже нужна двухрежимность - в атмосфере обычный ионник не работает, но можно ионизировать и разгонять сам воздух. Минус на данный момент - тяжелые источники энергии и проче оборудование, трудность в сбросе лишнего тепла.

Ну и мегаконструкции - для многочисленных однотипных запусков. Космический лифт самый известный, но есть мене фантастические. К примеру, петля Лофстрома не требует суперматериалов. Или суборбитальный самолет взлетает километров на 50, где его подхватывает ротоватор - тросовая праща - и запуливает на орбиту.
Для прочных грузов можно использовать электромагнитную катапульту.

Впрочем, химия для разовых запусков всё равно останется, хотя бы на синтетическом метане.