11.2.4. Другие типы ракет

В настоящее время только ракеты с химическими двигателями в состоянии развивать тягу, достаточную для того, чтобы, преодолевая гравитационное поле, подняться с поверхности планеты и выйти на орбиту или совершить посадку. Разрабатываются и другие типы ракетных двигателей, но среди них только двигатель, построенный на основе ядерного реактора, сравним по тяге с химическим. Для других типов двигателей (например, для ионной ракеты) характерны очень низкая тяга и большое время «горения», так что энергия, необходимая для перелета из окрестности одной планеты в окрестность другой планеты, должна вырабатываться постепенно (этот процесс может длиться несколько суток). Системы с такими двигателями имеют ряд преимуществ по сравнению с химическими ракетными двигателями, способными развивать большую тягу. Например, при использовании их в межпланетном полете можно понизить отношение масс и заметно сократить время перелета, особенно в случае полетов к внешним планетам Солнечной системы.

Поскольку принцип работы всех ракетных двигателей основан на выбросе с большой скоростью части своей массы, то фундаментальное уравнение (11.2) справедливо и для двигателей малой тяги. Тем не менее исследование таких систем, функционирующих в течение большого промежутка времени в гравитационном поле, отличается от исследования двигателей с большой тягой, когда тяга настолько велика, что с высокой степенью точности можно считать, что она действует в течение такого короткого промежутка времени, за который изменяется только вектор скорости аппарата.

В оставшейся части этой главы мы будем рассматривать только системы с большой тягой. (Вопросам, связанным с применением двигателей малой тяги, посвящены, например, работы Эрике 11, 2].)