X Международная научно-техническая конференция
"Информационные технологии в науке, технике и образовании"

Республика Абхазия, Пицунда. Сентябрь 2013 г.
Ю.В.Кубарев
Председатель Оргкомитета - вице-президент
Академии инженерных наук имени А.М.Прохорова,
д.ф.-м.н., проф. КУБАРЕВ Юрий Васильевич
На главную страницу Лаборатория Ю.В. Кубарева
Лаборатория
Ю.В. Кубарева
 
О конференции и её участниках
Оргкомитет и Секретариат
О председателе Оргкомитета
Секции
Тематика
Фотогалерея
Новости конференции
Органы власти и общественные организации о конференции
СМИ о конференции
Контакты
Написать письмо в Секретариат
 
Яндекс.Метрика
 
К началуНаучные трудыПубликацииИнтервью

МАРСИАНСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ БЕЗ ГРИФА СЕКРЕТНОСТИ

 

В феврале 2010 г. NASA объявило об отказе от амбициозной программы «Созвездие», конечной целью которой были полеты на Луну и Марс. Бывший в то время руководителем Роскосмоса, Анатолий Перминов также заявил, что российские космические программы тоже не предусматривают открытия поселения на Луне и пилотируемых полетов на Марс в ближайшие годы. Однако эти заявления, вероятнее всего, означают лишь паузу в предстоящей космической гонке к Красной планете. Как пояснил глава NASA Чарльз Болден (Charles Bolden), на Марс надо лететь на корабле с новым ракетным двигателем. С ним согласился и Анатолий Перминов.

В России есть секретная президентская программа, в рамках которой перед учеными поставлена задача создать принципиально новые двигатели. С их помощью полет к Марсу займет не девять, как сейчас рассчитывают ученые, а четыре месяца. Первый шаг к созданию такого двигателя уже сделан. Об этом в беседе с Владимиром ГУНДАРОВЫМ рассказал вице-президент Академии инженерных наук имени А.М. Прохорова, руководитель проблемной лабораторией Московского государственного университета приборостроения и информатики, лауреат Государственной премии СССР, Заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук, профессор, член Международной ассоциации авторов научных открытий, почетный профессор Шанхайской аэрокосмической академии Ю.В. КУБАРЕВ, автор и соавтор около 300 научных работ и изобретений, примерно 30 из которых внедрены или использованы в разработках ведущих организаций страны.

- Юрий Васильевич, о каком ракетном двигателе для полета к Марсу сейчас спорят ученые?

- Рассматривается несколько вариантов. Наиболее опасные – термоядерный и ядерный реактивные двигатели. С точки зрения безопасности и экономичности более перспективными являются электрореактивные двигатели: ионный, холловские и плазменные. Первые два типа создают разреженную плазму. Она разделяется на ионы и электроны, ионы ускоряются разными механизмами. А чтобы ионы оторвались от корпуса ракеты и создали тягу, их заряд за двигателем нейтрализуют потоком электронов. В конечном счете, создается разреженный высокоскоростной поток плазмы. В плазменных двигателях ионы и электроны разгоняются вместе, что позволяет создавать мощные потоки плазмы.

Есть несколько основных типов электрореактивных двигателей (ЭРД). Один из них изобретен в Германии, два – в США, три – в нашей стране. Из них только два могут претендовать на использование в Марсианском экспедиционном комплексе (МЭК). Один из них предложен немецким ученым Меккером (H. Maecker). Мощность его двигателя может достигать мегаватты. Но американские и наши специалисты отказались его использовать по ряду причин. Второй, меньшей мощности, имеющий внешнее магнитное поле, которое улучшает параметры двигателя, был впервые в мире предложен и испытан мною 50 лет назад.

- Но полвека назад вы еще были студентом Московского физико-технического института…

- Да, это была моя дипломная и первая научная работа, которую я делал почти три года. Позже с помощью моего двигателя удалось выявить ряд новых явлений и законо¬мерностей, представляющих, как оказалось, фундаментальное научное открытие – новый закон в физике плазмы и синергетике. До сих пор в физике плазмы только два закона: один установлен Г.И. Будкером (об удержании плазмы в магнитной ловушке) и второй – установлен мною (о создании и ускорении плазмы и получении новых, неизвестных ранее явлений и закономерностей). Это было сделано мной в процессе разработки, исследования и использования магнитоплазмодинамического ускорителя (МПДУ) – так он теперь называется во всем мире. Он может использоваться в различных областях науки и техники, а также в качестве ЭРД. Ускоритель и его конструктивные варианты для различных областей применения защищены авторскими свидетельствами.

- Чем отличается ускоритель от двигателя?

- Это вопрос терминологии. Понятие «двигатель» обычно применяется в узком смысле – для использования в космосе, а «ускоритель» – в широком, у него больше функций, больше возможностей и более широкое применение в различных областях науки и техники, чем у двигателя.

- Почему вы уверены, что ваш ускоритель можно использовать в качестве двигателя для полета к Марсу?

- Это единственный тип ЭРД с управляемыми вектором тяги и удельным импульсом, изменяемыми знаком и величиной заряда струи. Он позволяет получать потоки плазмы с концентрацией частиц на несколько порядков выше, чем у ионных и холловских двигателей. Работает он в стационарном, импульсном, частотном, высокочастотном и даже в СВЧ режимах.

- Вам не обидно, что ваше изобретение уже полвека пылится на полке?

- Сразу отвечу: не пылится! С его помощью мной впервые в мире в 1962 году был получен и используется в настоящее время поток высокоскоростных нейтральных частиц для исследования материалов в лабораторных условиях, приближенных к космическим. В плазменных образованиях, созданных МПДУ, были испытаны антенны «Салюта-5» и других орбитальных космических станций.

Ускоритель много раз использовался в научных экспериментах: дважды на полигоне Капустин Яр, на Земле Франца-Иосифа, у берегов Западной Африки и Южной Америки. Исследовалось взаимодействие струи плазмы с ракетами, приборами и окружающей космической средой. С помощью МПДУ, установленных на ракетах, создавали плазменные образования, исследовали его работоспособность в различных условиях. А главное – проверяли отдельные положения сделанного мною научного открытия. На его основе были разработаны способы и приборы для исследования ускорителя, которые тоже защищены авторскими свидетельствами. Все это помогло разобраться с физическими процессами в ускорителе и струе плазмы, создать методику его расчета.

- Вы упомянули ракеты, поясните подробнее, ваш ускоритель уже летал в космосе?

- В пяти экспериментах в космосе он подтвердил абсолютно все научные явления и закономерности, установленные в лабораторных условиях, дал много нового. Ускоритель запускали с судов в акватории Тихого и Атлантического океанов, в том числе, в районе Бразильской магнитной аномалии, где магнитосфера подходит наиболее близко к поверхности океана.

С научно-исследовательского судна «Профессор Зубов» в этих районах запускали метеорологические ракеты. В одном из экспериментов на высоте 90 км включили установленный на ракете ускоритель. На высоте свыше 200 км он был отстрелен от ракеты и продолжал автономно работать в полете по баллистической траектории. Электронно-оптическая аппаратура судна засняла большое плазменное образование, созданное ускорителем (плазменный канал), по которому высыпался поток высокоэнергетических частиц. Они присутствуют только в магнитосфере нашей планеты и в обычных условиях, к счастью, не попадают на Землю. Этот эксперимент показал, что простым устройствам мы свободно можем проникать в магнитосферу, что было важно как в научных, так и в военных целях. Меня интересовало, как работает ускоритель в зависимости от высоты и положения по отношению к магнитным силовым линиям Земли. Эти эксперименты в разных районах планеты дали очень богатую научную информацию.

Интересный эксперимент провели в 1979 г на о. Хейса, относящемуся к архипелагу Земля Франца-Иосифа. Ракета с ускорителем была запущена практически вдоль магнитных силовых линий. Образовалось плазменное облако длиной свыше 100 км. Оно излучало колебания с частотой примерно 10 кГц. Облако стало неким аналогом струи ускорителя в вакуумной камере. Эти эксперименты дали очень многое в подтверждение и понимании ряда явлений, наблюдаемых в лабораторных условиях. Удалось подтвердить, что нарушаются два классических закона, что было установлено еще в 1963 году в НИИ тепловых процессов в лабораторных условиях с помощью МПДУ.

Во-первых, нарушается дебаевский радиус экранирования, согласно которому электростатическое поле в создаваемой ускорителем плазме, должно распространяться лишь на доли миллиметров, а дальше – экранируется. В наземных и космических условиях было установлено, что электростатическое поле может распространяться на несколько порядков дальше радиуса экранирования. Это дает возможность создавать приборы нового класса, где вместо электронного потока используется плазменный поток.

Во-вторых, нарушается закон Пашена, согласно которому газовый разряд в разреженной среде зажигается только при определенных давлениях и напряжениях. Мы нарушили эти условия и добились зажигания разряда на больших расстояниях и при меньших напряжениях, что уже нашло и найдет дальнейшее практическое использование.

- Что еще показали эти эксперименты?

- Мы впервые в мире – и по сей день остаемся единственными, – кто в 1977–1978 годах в Капустином Яру и в 1979 году на острове Хейса с помощью МПДУ смогли управлять величиной и знаком электростатического заряда космического аппарата. В конечном счете, это дает нам следующее: двигатель не должен менять потенциал ракеты равный нулю. Только в этом случае плазма – ее электростатический заряд тоже должен быть равен нулю – оторвется от корпуса ракеты, и устройство будет работать как двигатель.

В моих экспериментах в этом случае плазма оторвалась от ракеты, что и зафиксировал наземный локатор и бортовая аппаратура. В других случаях плазма обволакивала ракету. Эксперименты подтвердили правильность всех пунктов сделанного мною научного открытия, включающего несколько явлений, объединенных законом, названным по одному из явлений – закономерность возникновения электростатической неустойчивости плазмы, движущейся в неоднородных электрических и магнитных полях.

- Могли бы назвать законом Кубарева?

- Мог бы, но не стал этого делать... А если серьезно, то долгие годы многое, что я делал, было секретным, в том числе и ускоритель. Его создание даже приписывали американскому ученому. В открытой литературе не мог это опровергать, потому что большинство моих авторских свидетельств были с грифом «секретно». И только после 1991 года появилась возможность снять гриф с некоторых изобретений, но еще не со всех.

- Вы за свое изобретение ничего не получаете?

- Нет, почему же, почти за все изобретения вместе с коллегами получал вознаграждения, но за основное – МПДУ, о котором мы сейчас говорили, – пинки и шишки. (Смеется). Правда, за магнитоплазмодинамический ускоритель, его разработку и исследование получил в 1991 г. последнюю в СССР госпремию.

- В самом начале беседы вы назвали несколько типов плазменных двигателей. Значит, вы не единственный в мире создатель МПДУ?

- Я имею первые в мире личные публикации и авторские свидетельства на ускоритель и управление его вектором тяги. Несколько позже МПДУ под различными названиями начали исследовать во многих странах. Несмотря на простоту конструкции, в этом ускорителе происходят очень сложные процессы. Разные исследователи в одном и том же диапазоне давления, мощностей и, на первый взгляд, при одинаковой конструкции получали противоречивые результаты. У одних тяга падала, у других возрастала, у третьих проходила через максимум, у четвертых не менялась, у пятых проходила через минимум и т.п. На основе установленного закона я разработал методику исследования процессов в неоднородной плазме и объяснил причину противоречий – разные величины и направления изменений давлений, магнитных и электрических полей в ускорителях.

- Как отнеслись в ученом мире к вашему открытию?

- Кроме академиков П.Л. Капицы, А.С. Боровика-Романова, Л.П. Питаевского и их сотрудников, а также сотрудников Ленинградского физико-технического института и ряда других организаций, мое открытие сначала долго не признавали, давили, как это у нас бывает. А потом, после натурных экспериментов в космосе, все рецензенты из тринадцати организаций (в том числе девять академиков) признали, даже те, кто говорил, что этого быть не может. Хотя открытие до сих пор замалчивают, либо неправильно трактуют отдельные положения. Однако с ним, в той или иной мере, связана работа газоразрядных устройств и ЭРД, имеющих осесимметричное внешнее магнитное поле, включая тот двигатель, который разрабатывают американцы для полета на Марс. Подобный двигатель мы испытывали более 25 лет назад, что подтверждено авторскими свидетельствами и публикациями.

- Вы больше ничего не хотите изобретать?

- Надо внедрить то, что уже есть. А чтобы изобретать и внедрять – нужны помощники и деньги. Раньше в Московском институте радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА) и Московском государственном университете приборостроения и информатики (МГУПИ) под моим руководством проводились работы по девятнадцати темам в рамках выполнения постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Выделялось достаточно средств. Все работы мы успешно выполнили кроме трех последних – по проблеме нейтрализации статических зарядов космических аппаратов с применением маломощного МПДУ, позволяющего менять величину и знак заряда струи плазмы и потенциал космического аппарата. Под эти работы в 1991 г. выделили около 10 млн. рублей, мы уже делали опытные образцы. Возвращаюсь из отпуска – в Москве ГКЧП. Все постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР отменил первый президент России. Возникло много трудностей: финансовые, потеря помещений, разрушение экспериментальной базы, что надолго прервало исследования. Сейчас мы продолжаем эту работу, но финансирования явно не хватает, а бумажная волокита в несколько раз увеличилась.

- Подведем итог. У нас есть двигатель для марсианской экспедиции?

- Электрореактивного двигателя для пилотируемой марсианской экспедиции нет ни в одной стране мира. МПДУ является основой для такого двигателя, но для дальних космических экспедиций надо доработать важную его часть – катодный узел. Дело в том, что между катодом и анодом должны течь мощные токи. Катод бомбят заряженные частицы и распыляют его, из-за больших тепловых нагрузок он разрушается. Это болезнь всех типов двигателей. В маломощных ее преодолевают различными путями. Американцы предлагают увеличить ресурс своего двигателя, заменив функции катода СВЧ-разрядом, что мы и делали до них, как я уже говорил, четверть века назад. Но тогда, как и сейчас, у нас нет необходимых финансовых средств.

Исследования отечественных ученых свидетельствуют, что объединенными усилиями можно создать двигатель, который доставит наш корабль к Марсу и другим планетам Солнечной системы. Когда примут политическое решение и выделят средства, эта задача в России будет решена. В качестве первого эксперимента по реализации этой программы я бы предложил провести комплексные испытания МПДУ на борту Международной космической станции (МКС), как это намереваются сделать в ближайшее время американцы со своим магнитоплазменным двигателем с управляемым удельным импульсом, который является ближайшим аналогом, скорее частью нашего МПДУ с СВЧ разрядом.

Следующим этапом мог бы стать полет межпланетного аппарата с МПДУ вокруг Солнца. Ведь для пилотируемого полета на Марс тоже придется лететь вокруг Солнца.

- Вы уверены, что люди сумеют добраться до Красной планеты и вернуться на Землю?

- На Марс люди могут и даже обязаны полететь, что и будет сделано независимо от нашего теперешнего мнения. Земле грозит опасность. Несколько раз собирались большие авторитетные комиссии по борьбе с астероидами. Что будет с нашей планетой через сотню – другую лет никто не знает. Поэтому нужно и на Луне строить базы, и на других планетах. Это вопрос времени. А полет на Марс даст сначала научную, а затем и экономическую пользу. Еще Константин Эдуардович Циолковский написал, что человеку на Земле станет тесно. С наукой он пройдет в другие миры. Земля – колыбель человечества, но человек не может жить в колыбели всю жизнь. Сергей Павлович Королев стремился сделать все, чтобы приблизить это время.

- Спасибо.

 

«Время новостей» №76, 05 мая 2010 г.

http://www.vremya.ru/print/252845.html