Похвальное слово гонке вооружений

Так что же там придумали эти русские?…

Президентское послание, с которым Путин выступил перед Федеральным Собранием, преподнесло несколько неожиданную сенсацию – техническую. Известие о том, что Россия «довела до ума» и готова поставить на вооружение ракеты с ядерными двигателями, и в самом деле вызвало шок среди диванных экспертов. 
Разорённая санкциями «страна-бензоколонка», ага… Однако всё ещё интереснее. «Ракеты Путина» не только возвращают Россию в число великих держав, с которыми надо считаться, но могут обеспечить рывок вперёд для всей мировой космонавтики.

Но начнём все-таки с признания невесёлой ситуации. Мечты о пилотируемых полетах на Марс и прочие планеты (которых так много было в 1970-х после американских экспедиций на Луну) так мечтами и остались. Человечество пока остаётся в пределах самого ближнего (ближайшего) космоса, - по причинам вполне объективным, имеющим природу чисто технологическую.
Суть в том, что все нынешние космические летательные аппараты являются «химическими», то есть основаны на использовании энергии, получаемой при сгорании самых разных соединений в кислороде. Этой энергии хватает для того, чтобы выводить объекты на околоземную орбиту или даже запускать исследовательские  аппараты весом в несколько сот килограммов к дальним планетам, но её категорически не хватает даже для  экспедиции на Марс. 
Почему? А потому, что, во-первых, для такой экспедиции потребуются корабли массой в сотни тонн (сам экипаж, запасы воды, воздуха и пищи, плюс системы жизнеобеспечения), а во-вторых, для такого полёта потребуется тащить с собой ещё и огромную массу топлива и окислителя-кислорода на обратный путь. То есть, такая экспедиция будет крайне дорогостоящей и практически ничего, кроме увеличения государственного престижа не сулящей. Дороговато получается...
На нынешних «химических» двигателях человечеству до Марса не добраться; да и на Луну оказалось летать накладно.
И что же делать? Логично было бы ожидать появления каких-то принципиально новых типов двигателей, но… увы. Ни для кого не секрет, что космонавтика 1960-1970 годов была в значительной мере «побочным продуктом» гонки вооружений. Военным нужны были баллистические ракеты, способные «таскать» ядерные заряды, и ради этого сверхдержавы не жалели средств, часть из которых тратилась и на особо престижные испытания ракетоносителей.
Но «холодная война» в 1980-х закончилась… и началась снова уже в 2010-х нового века, когда военным потребовались ракеты, способные не просто летать по баллистическим траекториям, но и совершать при этом замысловатые манёвры, способные сбить с толку системы ПРО.
И тогда военным пришлось вспомнить про те самые «новые типы двигателей», которые на самом деле не такие уж и новые.
Еще в 1950-х годах возникли первые проекты использования в ракетных двигателях ядерных реакторов. А что? Чтобы ракета летела, газ должен нагреваться и расширяться, а уж за счет чего – химических реакций горения или просто нагрева – не суть важно. Вот и можно попробовать…
И попробовали. И не раз. Американские ядерные двигатели «Киви» и «Феб» испытывались в 1958-1967 годах и показывали неплохие результаты по мощности (5 гигаватт), длительности работы (450 секунд), тяге (118 тонн) и удельному импульсу… 
Но, в конце концов, американцы от них отказались. Конструкции получались слишком громоздкими (7 метров в длину, 3 метра в диаметре, вес 178 тонн) и опасными в эксплуатации; полученная струя газов очень сильно «фонила» радиоактивными элементами.  
Но те проблемы, с которыми не смогли справиться американцы, были решены советским и российскими инженерами. Советский ядерный ракетный двигатель РД-0410 был гораздо скромнее по мощности (около 200 мегаватт), но зато и весил всего около двух тонн и мог поместиться в обычной «хрущёвке», где от пола до потолка 220 сантиметров. Он мог работать на полной тяге аж 4000 секунд, и при этом не давал никаких выбросов радиации.
Прибор был перспективный, но тут навалилась горбачевская перестройка, и о ядерных двигателях забыли (так же, как и о советских шаттлах-«буранах»). И долго бы ещё не вспомнили, если бы не… Ну, да ладно, не будем о грустном... Тем более, что технологии всё это время на месте тоже не стояли, и характеристики советского  РД-0410 за тридцать лет улучшились.
Теперь о весёлом. А именно о тех «несуразностях» в речи Путина, которые не преминули заметить «диванные эксперты». Речь идёт о заявленной скорости в 20 махов и «возможности неограниченно долгого полета».
20 махов (то есть скоростей звука) – это уже вторая космическая скорость. На такой скорости можно смело на Луну лететь, но вот в атмосфере (даже в самых верхних слоях), увы, сгоришь. Ну, и про «неограниченно долгий полёт» тоже странно. Пусть даже ядерный реактор может вырабатывать тепло очень долго, но как быть с запасами «рабочего газа», который создает реактивный импульс? Уж они-то точно бесконечными быть не могут…
Ан- нет. Могут. Если только имеется какая-никакая атмосфера. 
В этом случае корабль с ядерным двигателем может затормозить до относительно малой скорости и «нырнуть» в верхние слои атмосферы, где разреженный газ сам собой наполнит резервуары для «рабочего тела». А потом двигатели включаются на полную тягу и ракетоплан снова выходит на высокую орбиту…
И, - что самое главное, - химический состав «рабочего газа» принципиального значения иметь не будет. Если есть у планеты хоть какая-то атмосфера, то ею можно воспользоваться как «топливом» для обратного пути. Это уже убирает половину проблем, связанных с межпланетными перелётами. 
То есть на Марс лететь можно. Да и на Венеру тоже. Или даже на Титан.
Вот такой получается побочный результат у нового витка гонки вооружений. Доживем до российского флага на Марсе?