Ми знайомі з ракетами, тими контрольованими вибухами, які перевозять вантаж і крихку людину в космос. Але чи є кілька неракетних способів, як ми могли б дістатися до космосу?
Хочете піти в космос? Дістаньте ракету. Ніщо інше, що винайдено, ніколи не може вивільнити величезну кількість енергії в контрольований спосіб, щоб вивести вас на орбіту.
Все зводиться до швидкості. Зараз ти стоїш нерухомо на Землі. Якщо ви стрибнете вгору, ви повернетесь туди, де ви почали. Але якби у вас була бічна швидкість 10 метрів на секунду і ви підскочили, ви приземлитеся на кілька метрів… болісно. І якби ви рухалися 7 800 метрів на секунду вбік - а ви були на кілька сотень кілометрів вгору - ви просто орбітали Землю.
Набуття такої швидкості займає ракети. Ці магічні наукові грози неймовірно дорогі, неефективні та одноразові. Уявіть, якби вам довелося купувати нову машину для кожного маршруту. Просто вибух одного кілограма на орбіту зазвичай коштує близько 10 000 доларів. Купуючи поїздку в космос, на газ йде лише кілька сотень к. Ці мільйони доларів в основному входять у вартість ракети, яку ви збираєтеся вибити на бордюр, як тільки закінчите з нею.
SpaceX - одна з найбільш інноваційних ракетних компаній. Вони придумують способи повторного використання більшої частини ракети, зменшуючи ті прискіпливі витрати на запуск, які руйнують те, що в іншому випадку має бути звичайною поїздкою на Місяць. Можливо, у майбутньому ракети можна буде використовувати сотні чи навіть тисячі разів, як-от ваша машина чи комерційні авіалайнери.
Це найкраще, що ми могли зробити? Хіба ми не можемо просто вирвати ракети? Щоб потрапити з землі на орбіту, потрібно набрати швидкості 7 800 метрів за секунду. Ракета дає вам таку швидкість за допомогою постійного прискорення, але чи могли б ви забезпечити таку швидкість за один удар?
Як щодо величезного пістолета і просто вистрілити речі на орбіту? Вам потрібно негайно надати величезну швидкість транспортному засобу. Це створює тисячі разів силу тяжіння на пасажирів. Будь-хто на борту перетворюється на тонке червоне покриття, рівномірно розподілене по салону кабіни. Ти можеш уникнути цього лише кілька разів, перш ніж пасажири морської свинки мудрі.
"Стюарде, у моєму шампанському є кісткові стружки!"
Якщо розширити довжину ствола пістолета на багато кілометрів, ви можете згладити силу прискорення, яку люди можуть реально витримати. Це ідея, запропонована Startram. Вони прагнуть побудувати трек в бік гори і використовують електромагнетизм, щоб підняти санки до орбітальної швидкості.
Це може здатися надуманим, але багато країн використовують технологію maglev з поїздами та побиття рекордів швидкості по всьому світу. Японці нещодавно просували поїзд маглев до 603 кілометрів на годину. Ця перша версія Startram коштувала б 20 мільярдів доларів, і величезні сили працюватимуть лише на будь-який вантаж, який буде доставлений у нежилому стані, незважаючи на те, як він почався.
Ще дорожчою є версія з 1500-кілометровою доріжкою, здатною поширити прискорення протягом більш тривалого періоду і дозволяти людям літати в космос, безпечно прибуваючи в оригінальній конфігурації "без пасти".
Є пара технічних перешкод. Наприклад, доріжка висотою 20 кілометрів, де снаряди виходять з дульної атмосфери та вентиляційної атмосфери, щоб запобігти ударній хвилі, яка розірвала всю конструкцію.
Якщо його можна буде працювати, ми можемо зменшити витрати на старт до 50 доларів / кілограм. Значення поїздки до Міжнародної космічної станції може коштувати 5000 доларів.
Іншою ідеєю були б, не дивно, лазери. Я знаю, це звучить так, ніби я все складаю. Лазери можуть вирішити будь-яку майбутню проблему. Вони могли відстежувати і підривати ракети-носії зі спеціальним покриттям, яке випаровується в газ при нагріванні. Це створювало б тягу, як ракета, але транспортний засіб повинен було б нести частку маси традиційного палива.
Вам навіть не потрібно вдарятись по ракеті, щоб створити тягу. Лазер міг перегріти повітря прямо за ракетом, щоб створити крихітну ударну хвилю та створити тягу. Ця технологія була продемонстрована в прототипі Lightcraft.
А як з повітряними кульками? Зараз можна запускати повітряні кулі, які могли б досягти такої великої висоти, що вони перевищують 90% атмосфери Землі. Це значно скорочує кількість атмосферного опору, необхідного ракетам, щоб завершити подорож у космос.
Піонер колонізації космосу Джерард К. О’Нілл розраховував на космічному порту, що базується на повітряній кулі, що пливе на межі космосу. Космонавти відійдуть від космодрому і потребують меншої тяги, щоб досягти орбіти.
Ми також говорили про ідею космічного ліфта. Протягніть кабель від Землі до геостаціонарної орбіти і переносите корисні навантаження таким чином. Існує величезна перешкода для розвитку подібних технологій. У Всесвіті може бути навіть не достатньо міцних матеріалів для підтримки сил.
Але повний космічний ліфт може не знадобитися. Можна було б використовувати тетри, що обертаються на краю космосу, які передають імпульс космічним апаратам, піднімаючи їх крок за кроком на більш високу швидкість і врешті-решт виходять на орбіту. Ці тетри втрачають швидкість з кожною передачею, але вони могли б мати якусь іншу систему приводу, як іонний привід, для відновлення орбітальної швидкості.
Майбутніми способами доступу до космосу буде поєднання деяких чи всіх цих ідей разом із традиційними ракетами та багаторазовими використаннями. Повітряні кулі та системи запуску повітря для зменшення вологозахисту ракети, електромагнітного прискорення для зменшення кількості необхідного палива, а також наземних лазерів для забезпечення потужності та додаткових шумів при поштовху та витяжці. Можливо, із серією тетерів, що несуть корисні навантаження на більш високі та вищі орбіти.
Приємно знати, що інженери працюють над новими та кращими способами доступу до космосу. Ракети зробили можливим дослідження космосу, але є ряд технологій, які ми можемо використовувати, щоб знизити витрати на запуск та відкрити цілі нові види космічної розвідки та колонізації. Я не можу чекати, щоб побачити, що буде далі.
Які альтернативні методи потрапляння в космос вас найбільше хвилюють? Повідомте нам ваші думки в коментарях нижче.
