Suntem familiarizați cu rachetele, acele explozii controlate care transportă marfă și oameni fragili în spațiu. Dar există câteva modalități non-rachetă prin care am putea ajunge în spațiu?
Vrei să mergi în spațiu? Ia o rachetă. Nimic altceva inventat nu poate elibera cantitățile imense de energie într-un mod controlat pentru a te duce pe orbită.
Totul scade la viteză. Momentan, stai nemișcat pe Pământ. Dacă sari în sus, vei reveni chiar acolo unde ai început. Dar dacă ai avut o viteză laterală de 10 metri / secundă și ai sărit în sus, ai aterizat în câțiva metri ... dureros. Și dacă mutați 7.800 de metri pe secundă în lateral - și ați fost la câteva sute de kilometri în sus - tocmai ați orbitat pe Pământ.
Câștigarea acestui tip de viteză necesită rachete. Aceste tunete de științe magice sunt incredibil de scumpe, ineficiente și de o singură utilizare. Imaginează-ți dacă ar trebui să cumperi o mașină nouă pentru fiecare navetă. Doar spargerea unui singur kilogram pe orbită costă de obicei aproximativ 10.000 USD. Când cumpărați o călătorie în spațiu, doar câteva sute de k merg la gaz. Aceste milioane de dolari intră în cea mai mare parte cu costul rachetei pe care o veți lovi la bordură odată ce ați terminat.
SpaceX este una dintre cele mai inovatoare companii de rachete de acolo. Își dau seama de modalități de a reutiliza cât mai mult din rachetă, reducând costurile nefavorabile de lansare, care ar strica ceea ce altfel ar trebui să fie o călătorie de rutină pe Lună. Poate în viitor, rachetele ar putea fi folosite de sute sau chiar de mii de ori, cum ar fi mașina dvs. sau avioanele comerciale.
Este cel mai bun lucru pe care l-am putea face? Nu putem doar să dărâmăm rachetele cu totul? Pentru a ajunge de la sol la orbită, trebuie să câștigați 7.800 de metri pe secundă de viteză. O rachetă îți oferă această viteză printr-o accelerație constantă, dar ai putea livra acel tip de viteză într-o singură lovitură?
Ce zici de o armă uriașă și trageți lucrurile pe orbită? Trebuie să imprimați instantaneu viteză enormă vehiculului. Acest lucru creează de mii de ori forța gravitației asupra pasagerilor. Oricine se află într-un strat roșu fin, distribuit uniform în interiorul cabinei. Puteți scăpa de asta doar de câteva ori înainte ca pasagerii dvs. să fie înțelepți.
"Steward, există șuvițe osoase în șampania mea!"
Dacă extindeți lungimea butoiului pistolului pe mai mulți kilometri, puteți netezi forța de accelerație la care oamenii pot rezista de fapt. Aceasta este ideea propusă de Startram. Ei caută să construiască o pistă în lateralul unui munte și folosesc electromagnetismul pentru a împinge o sanie până la viteza orbitală.
Acest lucru ar putea suna foarte scăzut, dar multe țări folosesc tehnologia maglev cu trenuri și înregistrează recorduri de viteză în întreaga lume. Japonezii au împins recent un tren maglev la 603 de kilometri pe oră. Această primă versiune a Startramului ar costa 20 de miliarde de dolari, iar forțele imense ar funcționa doar pentru orice marfă livrată într-un stat care nu trăiește, în ciuda modului în care a început.
Și mai scumpă este versiunea cu o pistă de 1500 de kilometri, capabilă să răspândească accelerația pe o perioadă mai lungă și să permită oamenilor să zboare în spațiu, ajungând în siguranță în configurația lor originală „non-paste”.
Există câteva obstacole tehnice de vârstă. De exemplu, o pistă de 20 de kilometri în altitudine, unde proiectilele ies din mușchi și atmosferă de aerisire pentru a preveni unda de șoc care ar rupe întreaga structură.
Dacă se poate face să funcționeze, am putea scădea costurile de lansare până la 50 USD / kilogram. Adică o călătorie la Stația Spațială Internațională ar putea costa 5.000 de dolari.
O altă idee ar fi, fără surprindere, laserele. Știu că sună de parcă am rezolvat asta. Laserele pot rezolva fiecare problemă viitoare. Aceștia ar putea urmări și exploda vehiculele de lansare cu un strat special care se vaporizează în gaz atunci când este încălzit. Aceasta ar genera o forță ca o rachetă, dar vehiculul ar trebui să poarte o fracțiune din masa combustibilului tradițional.
Nici nu trebuie să lovești racheta în sine pentru a crea împușcare. Un laser ar putea supraîncălzi aerul din spatele vehiculului de lansare, pentru a crea o undă de șoc minusculă și pentru a genera apăsare. Această tehnologie a fost demonstrată cu prototipul Lightcraft.
Dar baloanele? Este posibil să lansezi baloane acum, care ar putea ajunge la o altitudine atât de mare încât acestea sunt peste 90% din atmosfera Pământului. Acest lucru reduce semnificativ cantitatea de tracțiune atmosferică de care trebuie să aibă nevoie rachetele pentru a finaliza călătoria în spațiu.
Pionierul colonizării spațiale, Gerard K. O´Neill a avut în vedere un spațiu spațial bazat pe baloane care plutea la marginea spațiului. Astronauții s-ar îndepărta de portul spațial și ar necesita mai puțină încovoiere pentru a ajunge pe orbită.
Am mai vorbit despre ideea unui elevator spațial. Întinzând un cablu de pe Pământ până pe orbita geostationară și transportați sarcini utile în acest fel. Există obstacole enorme în dezvoltarea tehnologiei de genul acesta. Nici măcar nu ar putea exista materiale suficient de puternice în Univers pentru a susține forțele.
Dar un elevator spațial complet ar putea să nu fie necesar. Ar putea fi posibilă folosirea unor rotițe care se rotesc la marginea spațiului, care transferă impulsul la nave spațiale, ridicându-le pas cu pas la o viteză mai mare și, eventual, în orbită. Acești tethers pierd viteza cu fiecare asistență, dar ar putea avea un alt sistem de propulsie, precum o acționare ionică, pentru a-și restabili viteza orbitală.
Metodele viitoare de accesare a spațiului vor fi o combinație a unora sau a tuturor acestor idei, împreună cu rachetele tradiționale și reutilizabile. Baloanele și sistemele de lansare a aerului pentru a reduce tracțiunea rachetei, accelerația electromagnetică pentru a reduce cantitatea de combustibil necesară și laserele la sol pentru a oferi putere și tracțiune suplimentară și zgomote pew-pew. Poate cu o serie de legături care transportă sarcini utile pe orbite mai mari și mai mari.
Este plăcut să știi că inginerii lucrează la modalități noi și mai bune de a accesa spațiul. Rachete au făcut posibilă explorarea spațială, dar există o serie de tehnologii pe care le putem folosi pentru a reduce costurile de lansare și pentru a deschide perspective noi de explorare și colonizare spațială. Abia aștept să văd ce se întâmplă în continuare.
Ce metode alternative de a ajunge în spațiu sunteți cel mai încântat? Spuneți-ne gândurile în comentariile de mai jos.
