Tunnemme raketit, hallitut räjähdykset, jotka kuljettavat lastia ja hauraita ihmisiä avaruuteen. Mutta onko joitain ei-rakettien tapoja päästä avaruuteen?
Haluatko mennä avaruuteen? Hanki raketti. Mikään muu keksitty ei voi vapauttaa valtavia määriä energiaa hallitusti saada sinut kiertoradalle.
Kaikki laskeutuu nopeuteen. Nyt seisot liikkeellä maan päällä. Jos hyppää ylös, tulet takaisin takaisin mihin aloitit. Mutta jos sinulla olisi nopeus sivusuunnassa 10 metriä sekunnissa ja hyppäisit ylös, laskeutuisit alas muutama metri alas… tuskallisesti. Ja jos liikkuisit 7 800 metriä sekunnissa sivuttain - ja olit muutama sata kilometriä ylös -, kiertäisit vain maata.
Tällaisen nopeuden saavuttaminen vie raketteja. Nämä maagiset tiedeuraputket ovat uskomattoman kalliita, tehottomia ja kertakäyttöisiä. Kuvittele, jos sinun olisi pitänyt ostaa uusi auto jokaiselle työmatkalle. Pelkästään yhden kilogramman räjäyttäminen kiertoradalle maksaa yleensä noin 10 000 dollaria. Kun ostat matkan avaruuteen, vain muutama sata k menee kaasulle. Ne miljoonat dollarit menee enimmäkseen sen raketin kustannuksiin, jonka aiot potkaista jalkakäytävälle, kun olet valmis sen kanssa.
SpaceX on yksi innovatiivisimmista rakettiyhtiöistä. He hahmottavat tapoja käyttää uudelleen niin paljon rakettia kuin mahdollista, vähentäen niitä ärsyttäviä laukaisukustannuksia, jotka pilaavat sen, minkä muuten pitäisi olla rutiinimatka Kuulle. Ehkä tulevaisuudessa raketteja voidaan käyttää satoja tai jopa tuhansia kertoja, kuten autosi tai kaupalliset lentokoneet.
Onko se paras, mitä voimme tehdä? Emmekö voi vain ojata raketteja kokonaan? Päästäksesi maasta kiertoradalle sinun on saavutettava 7800 metriä sekunnissa nopeutta. Raketti antaa sinulle nopeuden jatkuvan kiihdytyksen avulla, mutta voisitko antaa tällaisen nopeuden yhdellä potkulla?
Entä valtava ase ja ampua vain asioita kiertoradalle? Sinun on välitettävä heti valtava nopeus ajoneuvoon. Tämä luo tuhansia kertoja painovoiman matkustajiin. Jokainen aluksella oleva henkilö muuttuu hienoksi punaiseksi pinnoitteeksi, joka jakautuu tasaisesti ohjaamon sisätilaan. Voit päästä tästä pois vain muutaman kerran, ennen kuin marsumatkustajat saavat viisaita.
"Valtuutettu, samppanjassani on luusiruja!"
Jos pidennät aseen tynnyrin pituutta monilla kilometreillä, voit tasoittaa kiihtymisvoiman, jonka ihmiset voivat todella kestää. Tämä on idea, jota Startram ehdotti. He etsivät radan rakentamista vuoren puolelle ja käyttävät sähkömagneettisuutta siirtämään kelkkaa kiertoradan nopeuteen.
Tämä saattaa kuulostaa kaukaa haetulta, mutta monet maat käyttävät maglev-tekniikkaa junien kanssa ja purkavat nopeusrekisteriä ympäri maailmaa. Japanilaiset työnsivät hiljattain maglev-junan 603 kilometriin tunnissa. Tämä Startramin ensimmäinen versio maksaa 20 miljardia dollaria, ja valtavat joukot toimivat vain kaikissa lastissa, jotka toimitetaan elottomassa tilassa, huolimatta siitä, miten se alkoi.
Vielä kalliimpi on versio, jonka raide on 1500 km, joka pystyy levittämään kiihtyvyyden pidemmälle ajalle ja antaa ihmisille mahdollisuuden lentää avaruuteen saapuessaan turvallisesti alkuperäiseen "ei-liitä" -kokoonpanoon.
On olemassa pari pikkuista teknistä estettä. Kuten 20 kilometrin korkeudessa oleva rata, josta ammukset poistuvat kuonosta ja ilmausilmasta, jotta estetään koko rakennetta repeävä räjähdysaalto.
Jos se saadaan toimimaan, voisimme vähentää käynnistyskustannuksia 50 dollariin / kg. Tarkoittaa matka kansainväliselle avaruusasemalle voi maksaa 5000 dollaria.
Toinen idea olisi, yllättämättä, laserit. Tiedän, että kuulostaa tekevän tätä. Laserit voivat korjata kaikki tulevat ongelmat. He voisivat seurata ja räjäyttää kantoraketteja erityisellä pinnoitteella, joka höyrystyy kaasuksi kuumennettaessa. Tämä tuottaisi työntövoimaa kuin raketti, mutta ajoneuvon olisi kuljetettava murto-osa perinteisen polttoaineen massasta.
Sinun ei tarvitse edes lyödä itse rakettia luodaksesi työntövoiman. Laser voi kuumentaa ilmaa heti kantoraketin takana luodakseen pienen iskuaallon ja tuottamaan työntövoimaa. Tämä tekniikka on osoitettu Lightcraft-prototyypillä.
Entä ilmapallot? On mahdollista käynnistää ilmapalloja, jotka voivat päästä niin korkealle korkeudelle, että ne ovat yli 90% maan ilmakehästä. Tämä vähentää merkittävästi ilmakehän hidastamista, joka raketit tarvitsevat täydentääkseen matkaa avaruuteen.
Avaruuden kolonisaation edelläkävijä Gerard K. O’Neill kuvasi ilmapallopohjaisen avaruusportin, joka kelluu avaruuden reunalla. Astronautit poistuvat avaruusportista ja vaativat vähemmän työntövoimaa päästäkseen kiertoradalle.
Olemme puhuneet myös avaruushissin ideasta. Vedä kaapeli maapallosta geostacionääriseen kiertoradalle ja kuljeta hyötykuormia ylöspäin tällä tavalla. Tällaisen tekniikan kehittämiselle on valtavia esteitä. Universumissa ei ehkä edes ole tarpeeksi vahvoja materiaaleja voimien tukemiseksi.
Mutta täydellinen avaruushissi ei ehkä ole välttämätön. Voisi olla mahdollista käyttää avaruuden reunalla pyöriviä liitäntöjä, jotka siirtävät vauhtia avaruusaluksille, nostaen niitä askel askeleelta suurempaan nopeuteen ja lopulta kiertoradalle. Nämä liittimet menettävät nopeuden jokaisella avustajalla, mutta heillä voisi olla jokin muu käyttövoimajärjestelmä, kuten ionikäyttö, palauttaakseen kiertonopeudensa.
Tulevat avaruuteen pääsymenetelmät ovat yhdistelmä joistakin tai kaikista näistä ideoista yhdessä perinteisten ja uudelleen käytettävien rakettien kanssa. Ilmapallot ja ilmalaukaisujärjestelmät raketin vetovoiman vähentämiseksi, sähkömagneettinen kiihtyvyys vähentämään tarvittavan polttoaineen määrää, ja maassa toimivat laserit, jotka tarjoavat voimaa ja lisää työntövoimaa ja pew-pew-ääniä. Ehkä sarjalla tetheriä, jotka kuljettavat hyötykuormia ylemmälle ja korkeammalle kiertoradalle.
On hienoa tietää, että insinöörit etsivät uusia ja parempia tapoja päästä avaruuteen. Raketit ovat mahdollistaneet avaruustutkimuksen, mutta on olemassa joukko tekniikoita, joilla voimme vähentää laukaisukustannuksia ja avata kokonaan uusia näkymiä avaruuden tutkimisesta ja siirtämisestä. En voi odottaa nähdäkseni, mitä seuraavaksi tapahtuu.
Mistä vaihtoehtoisista tavoista päästä avaruuteen olet innostunut eniten? Kerro meille ajatuksesi alla olevissa kommenteissa.
