Onko mahdollista päästä avaruuteen ilman suurta rakettia?

Sittemmin ihmiset alkoivat näyttää satelliittejakiertoradalla 1950-luvulla luotamme suuriin, voimakkaisiin raketeihin, jotka kykenevät pakenemaan maapallon painovoiman sitkeistä sidoksista ja avaruuteen. Suurilla ohjuksilla on kuitenkin suuri haittapuoli: niiden vuoksi avaruusalukset ovat kalliita. Space Launch -raskaan raketin lanseeraus maksaa NASA: lle 1 miljardin dollarin kustakin laukaisusta. Falcon Heavy -yhtiön demokraattisempi käynnistäminen maksaa edelleen 100–150 miljoonaa dollaria.

Vuosikymmenten ajan visionäärit ovat kuitenkin etsineet keinoja päästä avaruuteen, eikä luottaa - ainakin ei täysin - rakettivoimaan.

Ilmasta kiertoradalle

Yksi vaihtoehtoinen lähestymistapa on lentoliikenteen käynnistäminenkiertoradalla voi tulla korvaamaan raketti. Vuonna 2011 Microsoftin perustaja Paul Allenin perustama yksityinen avaruusyhtiö Stratolaunch oli kunnianhimoinen suunnitelma ottaa käyttöön maailman suurin lentokone, jonka siipipituus on 117 metriä. Lentokone näytti myös olevan valmis, mutta yrityksen oli hylättävä suurin osa hankkeistaan.

Suunnitelman mukaan koneen piti mennä korkeuteen10,668 metriä, ja se toimii suurten korkeuksien laukaisualustana pienille rakettilaitteille. Kun ne on vapautettu, niiden ei tarvitsisi voittaa paksun alemman ilmakehän vastusta, koska maalla rakennetut raketit tekevät, ja ne joutuisivat kiertoradalle polttamatta liikaa polttoainetta. Elokuussa 2018 yhtiö esitteli neljä erilaista ajoneuvoa, mukaan lukien uudelleen käytettävän avaruusalustan, joka pystyi kuljettamaan rahdin tai ihmisiä.

Virgin Orbit aiotaan käyttäämuutti Boeing 747-400: ta LauncherOne-raketin alustana, joka laati satelliitit kiertoradalle. Marraskuussa 2018 tapahtui raketin ensimmäinen testilento.

Raised Launch Tube

Useat muut, jopa eksoottisemmatkäsitteet ovat piirustuskortilla. James R. Powell, yksi suprajohtavien maglev-moottoreiden tekijöistä 60-luvun puolivälissä, ja hänen insinööriinsinööri George Maze ovat kannattaneet tämän teknologian käyttöä avaruusalusten lanseeraamiseen monta vuotta.

Sen sijaan käynnistyslevyn projekti Startramluottaa massiiviseen kohotettuun putkeen. ”Kuvittele maglev tyhjiötunnelissa”, Powell kertoo. ”Koska laitetta ei ole hidastettu, ei ole tarvetta kuljettaa suuria määriä polttoainetta aluksella (kuten rakettien tapauksessa), on suhteellisen helppo saavuttaa kiertoradan nopeus 30 000 kilometriä tunnissa tai jopa enemmän. Kun laite poistuu tunnelista suurella korkeudella (esimerkiksi suuren vuoren alustalla), se liikkuu niin nopeasti, että se todella lentää kiertoradalle, ja pieni raketti auttaa pyöristämään sen liikeradan. Kehitimme myös useita mekanismeja, jotka pitävät alipaineen tunnelissa käynnistyksen jälkeen, joten sitä voidaan käyttää nopeasti seuraavaan alkuun. Kaikki Startram-järjestelmän tärkeät osat ovat jo olemassa ja niitä tutkitaan hyvin. ”

Powell alkoi ensin miettiä käyttöäsuprajohtavat maglevit avaruusaluksen käynnistämiseksi NASAn kollegan vuonna 1992 tekemän ehdotuksen jälkeen. Ensinnäkin hän ja Maze kehittivät 100 miljardin dollarin järjestelmän konseptin, joka soveltuu miehitetyille avaruusaluksille, joissa putki nostettaisiin massiivisilla suprajohtavilla kaapeleilla. He kehittivät myös 100 kilometrin pituisen rahtiputkien pienennetyn järjestelmän, joka nousee 4000 metrin korkeudelle korkean vuoren rinteessä. Pelkästään tämä järjestelmä olisi maksanut 20 miljardia dollaria, mutta tämä on pienempi kuin uuden raskas NASA-raketin kehittämiskustannukset.

Rakentamisen jälkeen Startram voisi kuljettaa 100000 tonnia lastia avaruuteen vuosittain, monta kertaa enemmän kuin raketit, ja laittaa laitteita matalaan maapallon kiertoradalle noin 100 dollaria per kilo. Tämä on paljon halvempaa kuin kustannukset, jotka aiheutuvat lastin toimittamisesta avaruuteen.

"Suurin tekninen ongelma onkäynnistää putken poistumisikkunan, Powell sanoo. "Putken on pysyttävä tyhjössä, joten kun ajoneuvo lähtee käynnistysputkesta käynnistyksen aikana, meidän on estettävä ilma imemästä ilmakehästä." Startramin pitää pitää ilmaa ulkona höyrysuuttimien avulla ilmanpaineen vähentämiseksi ulostulon ulkopuolella ja magneettisen hydrodynaamisen ikkunan avulla, joka käyttää voimakasta magneettikenttää ilman poistamiseksi jatkuvasti.

Space-hissi

Toinen ajatus, joka on ollut jo vuosiarakennustilan hissi. Vuonna 2000 NASA: n verkkosivuilla ilmestyi artikkeli, joka kuvaa korkeaa tornia maapallon päiväntasaajan läheisyydessä, joka liitetään kaapelilla satelliitin avulla geostationaarisessa kiertoradalla 35,786 kilometriä merenpinnan yläpuolella ja joka toimii vastapainona. Neljästä kuuteen hissilaitteeseen sähkömagneeteilla voisi liikkua torniin ja pudota eri tasoilla oleviin alustoihin. Avaruuteen meneminen voitaisiin toteuttaa viiden tunnin kuluessa - ihailen kaunista näkymää.

Tämä käsite on peräisin vuodelta 1895, kun venäläisiätiedemies Konstantin Tsiolkovsky ehdotti rakentaakseen "taivaallisen linnan", joka liitetään rakenteeseen, joka muistuttaa Pariisin Eiffel-tornia. Tämän jälkeen idean fanit edistävät tätä konseptia ja luovat jopa organisaation ”Kansainvälinen avaruushissin konsortio”, joka julkaisee säännöllisesti erilaisia ​​teknisiä tutkimuksia. Avaruuskoneen toteuttamiskelpoisuus tuli kuitenkin kyseenalaiseksi vuonna 2016, kun kiinalaiset tutkijat julkaisivat paperin, jossa he kertoivat, että hiilinanoputket - materiaali, jolla oli suuret toiveet ja jotka voisivat muodostaa perustan kaapelille avaruushissille - ovat alttiita vikalle, joka voi vähentää merkittävästi niiden voimaa.

Luuletko, että voimme luopua ohjusten hyvästä päivästä? Keskustellaan keskustelussa Telegramsissa.