Orbitaalihissi ja skyhook: 4 hulluinta suunnitelmaa avaruuden valloittamiseksi

1. orbitaalihissi

Raketit ovat tietysti erittäin siistejä ja kauniita. Ei ole ihme, että SpaceX-fanit seuraavat jokaista heidän laukaisuaan livenä. Mutta kemiallisilla moottoreilla on ongelma - ne ovat kalliita ja tehottomia.

Lähetä matalalle vertailukiertoradalle - minimikorkeudelle, jolla esine voi leikata ympyröitä planeetan ympäri - kilogramma rahtia jopa yhdellä aikamme halvimmista raketeista Falcon 9 kustannuksia 2 719 dollaria Se on liikaa, etkö usko?

Siksi ihmiskunnan parhaat mielet ovat kamppailleet vuosikymmenien ajan kysymyksen kanssa, kuinka päästä eroon näistä tupakoivat hirviöt nousevat kerosiinipitoon, ja vaihda johonkin taloudellisempaan ja futuristinen. Yksi näistä vaihtoehdoista on avaruushissi.

Gestationaarisen aseman rakentaminen kiertoradalla, joka roikkuu planeetan saman pisteen päällä. Laskemme siitä raskaan kaapelin, joka venyy keskipakovoiman vaikutuksesta. Ja kuljetamme tavaroita ylös ja alas sillä sähköhissillä.

Tosin ei tiedetä, ovatko luonnon materiaalit tarpeeksi lujia tekemään niistä 35 785 km pituinen nostoköysi.

Teoriassa avaruushissin kaapeli voitaisiin kutoa grafeeninanoputkista. Mutta toistaiseksi ei kukaan epäonnistunut tee yli 1 metrin pituinen hiiliköysi. Siitä huolimatta kiertoratahissi on ehkä yksi parhaista realistinen avaruuden megaprojektit lueteltu tässä.

2. Avaruussähkömagneettinen katapultti

Vielä vaikuttavampi idea, joka on suunniteltu helpottamaan esineiden lähettämistä kiertoradalle. Rakennamme päiväntasaajalle pitkän putken, jonka sisällä on tyhjiö kitkan minimoimiseksi. Kiihdyttämme siinä olevaa avaruusalusta sähkömagneettisen voiman avulla - periaatteen mukaan rautatiease.

Ja se ryntää pitkin putkea, kunnes se saa kosmisen nopeuden, ja sitten se hyppää ulos ja lentää avaruuteen hitaudesta. Ja siellä se stabiloi kiertoradan pienen sisäänrakennetun korjausmoottorin avulla.

Totta, tässäkin todellisuus laittaa pinnat insinöörien pyöriin. Todella tehokas tulee vain hyvin pitkä putki: matalan vertailukiertoradan saavuttamiseksi tarvitset radan, jonka pituus on vähintään 500 km ja mieluiten enemmän. Miten, missä ja mistä tämä rakennetaan, ongelma on edelleen sama.

Lisäksi tällaisen sähkökiihdyttimen käyttämiseksi tarvitset villin määrän energiaa - sinun on rakennettava ydinvoimala sen viereen tai jopa useita.

Ja lopuksi, tällainen rakenne on enemmän mukautettu tavaroiden toimittamiseen, ei ihmisistä. Sillä jos ammut 500 kilometrin kiskotykistä ammuksen, jossa matkustajat ovat sisällä, laivan sisältö pääsee avaruuteen nestemäisenä lietteenä.

Tällainen jyrkkä muutos aggregaatiotilassa vaikuttaa haitallisesti astronautien terveyteen.

Jotta voit lähettää ihmisiä avaruuteen, tarvitset sähkömagneettisen katapultin kauemmin - vähintään 1000 km. Yleensä rakentaminen ei ole triviaali.

Mutta vaikeuksista huolimatta tällaisella katapultilla on paljon etuja. Ensinnäkin, sen avulla voit päästä eroon ydinjätteestä - heitä vain ne avaruuteen, jotta ne lentävät jonnekin kauas eivätkä palaa. Siis 80-luvulla NASA suunniteltu tehdä.

Toiseksi, asetta ei voida käyttää maan päällä, vaan Kuussa - ei ole ilmakehää, ei ole kitkaa. Voit louhia arvokkaita mineraaleja satelliitilla ja pommittaa planeettamme niillä harvaan asutuilla alueilla ja viedä ne sitten ulos rekoilla.

Lopuksi tykkiä voidaan käyttää ase! Ohjaamattomien teräsaihioiden heittäminen viholliseen noin 8 km/s nopeudella on erittäin futuristista ja ankaraa.

3. Aeronautien siirtokunta

Haluaisitko kolonisoida esimerkiksi Venuksen tai Jupiterin? Mars on jo tylsä ​​kaikille, ja yleensä tämä planeetta on tylsä: vain hiekkaa ja jäätä. Venus on paljon mielenkiintoisempi: siellä pinnalla lämpötila alle +465 °C ja rikkihapposateet. On jotain nähtävää kunnes sulat.

Ja Jupiterilla ei ole pintaa ollenkaan - kaasujättiläisen ilmakehän pilvien alla piilossa metallisen vedyn valtameri, jonka lämpötila on 6 000 - 20 700 °C.

Mutta älä huoli, NASA on huolehtinut kaikesta. Venuksen pinnalla ja Jupiterin alemmissa kerroksissa asumista varten sinun ei tarvitse heittää ketään - voit vain asettua jonnekin ilmakehään ja elää rauhassa.

Hanke HAVOC viittaa valtavan tavallisessa ilmassa lentävän ilmalaivan rakentaminen Venukselle. Kyllä, happi ja typpi, joita hengitämme siellä, toimivat ilmakehän suuremman tiheyden vuoksi vedyn tai heliumin tavoin täällä maan päällä nostaen ilmapallon ylös. A vastaanottaa Laite voi toimia aurinkopaneeleilla.

Tällä tavalla voit majoittaa noin 55 km korkeudessa - siellä on 27 ° C ja miellyttävä tuuli. Totta, ilman happinaamaria ei voi katsoa ulos ilmalaivan ohjaamosta, koska ihmiset eivät voi hengittää hiilidioksidia.

Samanlainen muotoilu voi olla lähettää ja Jupiteriin. Vasta nyt ei onnistu pumppaamaan heliumia tai vetyä ilmapalloon, koska jättiläinen koostuu niistä.

Mutta on toinenkin tapa: ottaa kaasua Jupiterin ilmakehästä ja lämmittää sitä vaikkapa ydinreaktorilla. Ilmapallon kuuma vety on kevyempää kuin yläilmakehän kylmä vety, ja on mahdollista lentää turvallisesti ja ihailla pilviä ja sinertävää taivasta. Kyllä, se on korkealla tahtoa sama kuin maan päällä. Kyllä, ja kauniilla ammoniakin cirruspilvillä.

Totta, ei ole selvää, mitä tehdä kaasujättiläisen säteilylle - on epätodennäköistä, että ilmalaiva voidaan päällystää lyijyllä. Ja on parempi olla ottamatta ihmisiä, jotka pelkäävät korkeutta tähän siirtokuntaan: voitko kuvitella, millaista on ryntää valtavan planeetan yli ja alitajuisesti odottaa putoamista koko ajan?

4. satelliittihihna

Maan ympäri kiertävä satelliitti, jossa on nauha, kuvaa suunnilleen tällaisia ​​liikkeitä. Video: Kurzgesagt - Pähkinänkuoressa / YouTube

Boeingin ja NASA: n Advanced Studies -instituutin projekti nimeltä Orbital Skyhook tai "Sky Hook" sisältää melko omituisen menetelmän heittää lastia kiertoradalle. Totta, vähän riskialtista.

Lähtö ympärillä pyörivä satelliitti planeetat ja akselinsa ympäri. Kiinnitämme siihen kaksi riittävän pitkää köyttä - esimerkiksi 600 kilometriä kumpikin, niin että ne pyörivät tasapainottaen toisiaan. Ja saamme jotain valtavan maailmanpyörän kaltaista, vain kahdella pinnalla.

Kun meidän on vietävä jotain avaruuteen, odotamme satelliitin lentävän ylitsemme ja ripustamme köyden ilmakehään. Noin 100 kilometrin korkeudessa tuomme lastin kaapelin kärkeen hypersonic-lentokoneella ja se vedetään kiertoradalle.

Suurta köyden lujuutta, kuten avaruushissiä, ei vaadita, joten Boeing harkita se on mahdollista ilman grafeenia - olemassa olevat raskaat polyeteenit ja lämmönkestävä zylon sopivat.

Idea ei ole huono, mutta siinä on pari vivahdetta. Ensinnäkin vastapainosatelliitin täytyy pysyä kiertoradalla olla vähintään 90 kertaa suurempi kuin hyötykuorma. Eli 14 tonnin massan poistamiseksi on ensin koottava kiertoradalle kolossi, jonka massa on 1300 tonnia. Saman ISS: n paino On noin 440.

Toiseksi, jotta asema pyöriisi tasaisesti, ei putoaisi Maahan tai lennä pois jonnekin väärään paikkaan, on välttämätöntä kiertää kiertoradalta sama massa kuin nostaa sitä. Eli heitit 14 tonnin kuorman - jos haluat, kaivaa samat 14 tonnia mineraaleja asteroideista ja laske ne kompensoida liiallinen pyöritys.