5.0 Выводы и заключение

Космический корабль, созданный из замороженного водородного льда (или дейтерия и трития) может использовать один и тот же материал как конструкционный, для экранирования, как хладоген и топливо [2,3,4,5,6,7]. Такого типа космический корабль-автофага (саомпожирателя) достигает чрезвычайно низкой доли мертвой массы (доли массы которая не используется как полезная нагрузка после того как все топливо израсходовано), что является важным при оптимизации межзвездного корабля, особенно многоступенчатого корабля [9]. 

Снизить неустойчивость водородного льда можно с помощью специальной схемы самоохлаждения, изобретенной Джеймсом Б. Стефенсом (James B. Stephens of JPL) и количественно оцененной Джеймсом Саливалом (James Salvail, U. Hawaii) и Д. Хастведтом (D. Hustvedt). Это сделано для операций со льдом на орбите Земли [24] и 

эта идея была расширена для межпланетных [25,26,27] и межзвездных миссий автором данной статьи. Самоохлаждением водородный лед сохраняется на орбите Земли удивительно долго (сфера радиусом 1 м на расстоянии 1 а.е. от Солнца просуществует 12 лет). Сам по себе водородный лед (масло-подобная субстанция) несовершенен как конструкционный материал, но можно использовать различные методы армирования его, подмешивав частицы-наполнители или уловжив волокна из углерода или бора. 

Обычный водородный лед - идеальное топливо для двигателей на ядерном делении и для двигателя на антиматерии [29,30]. Другой вариант использования льда - термоядерная ракета [20, 31], использующая дейтерий, тритий, литий-6, литий-7, бор-11, и раствор лития в ангидрите аммиака [21, 22] поэтому для определенных типов реакций обсуждался состав топлива, радиоактивность его реакции, энергетика и поджег. 

Количественный анализ представлен релятивистской кинематикой многоступенчатого ледяного межзвездного корабля. Для этого использовались релятивистские уравнения многоступенчатой ракеты полученные Спенсером и Джаффа (Spencer, Jaffe) [9] и отмечаются ошибки более ранних авторов [12,13,14,15,16,17,18,19]. Представлены таблицы результатов расчетов для термоядерных ракет с долей мертвой массы 0.1, 0.2 и 0.3. Доля массы полезной нагрузки оценена как 10^-1, 10^-3 и 10^-5 для числа ступеней от 1 до 5-и. Получены конечные скорости полезной нагрузки от 0.15 до 0.64 с.

Ограничившись использованием 5-и ступенчатой ледяной ракеты на дейтерии для одностороннего полета без торможения у цели, приняв долю мертвой массы 10^-1 для каждой ступени и предположив долю полезной нагрузки 10^-5, получаем конечную скорость миссии 0.64с, которая с постоянным ускорение 0.0485g достигла бы Альфы Центавры за 12.81 лет (при этом первые ступени тоже достигают цели со своим набором приборов позже). Если возможно ускорение в 1g мы бы получили зонд, проносящийся через систему Альфа Центавра спустя приблизительно 6.7 года.

Эта работа - концептуальное исследование подкрепленное количественным анализом. Необходимы дополнительные исследования в будущем, чтобы развить концепцию до уровня проекта. Есть ряд важных тем, которые нуждаются в дополнительном исследовании: геометрия, стыковка-расстыковка топливных блоков, робототехника [36, 37], подача и подготовка топлива, центровка, полезная нагрузка, датчики [38], радиация, нанотехнология [33], количество ступеней, оптимальные параметры, цель и сроки миссии, поджег [28], торможение [34], гибридные решения (лазерный привод [39], солнечный парус [40,41,42], антиматерия [43]), стоимость и график работ [44]. 

Много важных вопросов осталось открытыми. Автор надеется что концепция "водородно-ледяного космического корабля для автоматической межзвездной миссии" сама по себе будет служить стимулированию поиска интересных ответов.