Orbitalno dvigalo in skyhook: 4 najbolj nori načrti za osvajanje vesolja

1. orbitalno dvigalo

Rakete so seveda zelo kul in lepe. Ni čudno, da oboževalci SpaceX-a v živo spremljajo vsako njihovo izstrelitev. Toda kemični motorji imajo težavo – so dragi in neučinkoviti.

Pošljite v nizko referenčno orbito - najmanjšo višino, kjer lahko predmet reže kroge okoli planeta - kilogram tovora tudi na eni najcenejših raket našega časa Falcon 9 stroški 2719 dolarjev Preveč, se vam ne zdi?

Zato se najboljši umi človeštva dolga desetletja ubadajo z vprašanjem, kako se jih znebiti. kadeče se pošasti, ki rastejo na kerozinskem vleku, in preklopite na nekaj bolj ekonomičnega in futuristično. Ena od teh možnosti je vesoljsko dvigalo.

Gradnja geostacionarne postaje orbita, ki bo visela nad isto točko na planetu. Iz njega spustimo močan kabel, ki se razteza pod vplivom centrifugalne sile. In po njem z električnim dvigalom prenašamo blago gor in dol.

Res je, ni znano, ali so materiali v naravi dovolj močni, da bi iz njih izdelali dvižno vrv, dolgo 35.785 km.

Teoretično bi lahko kabel za vesoljsko dvigalo stkali iz grafenskih nanocevk. Ampak zaenkrat še nihče ni uspelo naredi karbonsko vrv, daljšo od 1 metra. Kljub temu je orbitalno dvigalo morda eno najbolj realističen vesoljski megaprojekti, navedeni tukaj.

2. Vesoljski elektromagnetni katapult

Še bolj impresivna ideja, zasnovana za lažje izstrelitev objektov v orbito. Na ekvatorju zgradimo dolgo cev z vakuumom v notranjosti, da zmanjšamo trenje na minimum. Vesoljsko plovilo v njem pospešimo s pomočjo elektromagnetne sile – po principu tirna puška.

In drvi po cevi, dokler ne doseže kozmične hitrosti, nato pa skoči ven in po inerciji poleti v vesolje. In tam stabilizira orbito s pomočjo majhnega vgrajenega korekcijskega motorja.

Res je, tudi tu realnost polaga palice v kolesje inženirjev. res učinkovito tam bo samo zelo dolga cev: za doseganje nizke referenčne orbite potrebujete progo z dolžino vsaj 500 km, po možnosti več. Kako, kje in iz česa to zgraditi, problem je še vedno isti.

Poleg tega boste za napajanje takega električnega pospeševalnika potrebovali divjo količino energije - poleg njega boste morali zgraditi jedrsko elektrarno ali celo več.

In končno, takšna konstrukcija je več prilagojeno za dostavo blaga, ne ljudi. Kajti če izstreliš projektil s potniki v 500-kilometrski railgun, bo vsebina ladje dosegla vesolje v obliki tekoče brozge.

Tako ostra sprememba agregatnega stanja bo negativno vplivala na zdravje astronavtov.

Če želite poslati ljudi v vesolje, potrebujete elektromagnetni katapult dlje - vsaj 1.000 km. Na splošno je konstrukcija netrivialna.

Toda kljub težavam ima takšen katapult veliko prednosti. Prvič, z njegovo pomočjo se lahko znebite jedrskih odpadkov - samo vrzite jih v vesolje, da odletijo nekam daleč in se ne vrnejo. Torej nazaj v 80. NASA načrtovano narediti.

Drugič, pištolo je mogoče uporabiti ne na Zemlji, ampak na Luni - ni atmosfere, ni trenja. Na satelitu lahko izkopavate dragocene minerale in z njimi obstreljujete naš planet na redko poseljenih območjih, nato pa jih samo odpeljete s tovornjaki.

Končno se lahko top uporablja kot orožje! Metanje nevodenih jeklenih slepih nabojev na sovražnika s hitrostjo približno 8 km / s je zelo futuristično in ostro.

3. Kolonija letalcev

Bi radi kolonizirali recimo Venero ali Jupiter? Mars je že vsem dolgočasen, nasploh pa je ta planet dolgočasen: samo pesek in nekaj ledu. Veliko bolj zanimiva je Venera: tam na površini temperaturo pod +465 °C in dež z žveplovo kislino. Dokler se ne stopiš, je kaj videti.

In Jupiter sploh nima površja - pod oblaki atmosfere plinastega velikana skrivanje ocean kovinskega vodika s temperaturo od 6.000 do 20.700 °C.

A ne skrbite, NASA je poskrbela za vse. Za kolonizacijo na površini Venere in v spodnjih plasteh Jupitra vam ni treba nikogar vreči - lahko se samo naselite nekje v ozračju in živite v miru.

Projekt HAVOC pomeni konstrukcija velike zračne ladje na Veneri, ki leti v navadnem zraku. Da, kisik in dušik, ki ju tam vdihavamo, bosta zaradi večje gostote atmosfere delovala kot vodik ali helij tukaj na Zemlji in dvignila balon navzgor. A prejeti Napravo lahko napajajo solarni paneli.

Na ta način lahko prilagoditi na nadmorski višini približno 55 km - tam je 27 ° C in prijeten vetrič. Res je, brez kisikove maske ne morete pogledati iz pilotske kabine zračne ladje, ker ljudje ne morejo vdihavati ogljikovega dioksida.

Podobna zasnova je lahko poslati in do Jupitra. Samo zdaj ne bo uspelo črpati helija ali vodika v balon, ker je velikan sestavljen iz njih.

Obstaja pa še en način: vzeti plin iz Jupitrove atmosfere in ga segreti, recimo, z jedrskim reaktorjem. Vroči vodik v balonu bo lažji od hladnega vodika v zgornji atmosferi, mogoče bo varno leteti in občudovati oblake in modrikasto nebo. Da, visoko je volja enako kot na Zemlji. Da, in s čudovitimi cirusi iz amoniaka.

Res je, da ni jasno, kaj storiti s sevanjem plinskega velikana - malo verjetno je, da bo zračno ladjo mogoče obložiti s svincem. In ljudi, ki se bojijo višine, je bolje, da v to kolonijo ne vzamete s seboj: si predstavljate, kako je hiteti nad ogromnim planetom in ves čas podzavestno pričakovati padec?

4. satelitsko zanko

Satelit s privezom, ki se vrti okoli Zemlje, bo opisal približno takšna gibanja. Video: Kurzgesagt - Na kratko / YouTube

Projekt Boeinga in Nasinega inštituta za napredne študije, imenovan Orbital Skyhook ali "Sky Hook", vključuje precej nenavaden način metanja tovora v orbito. Res je, malo tvegano.

Izhod satelit, ki se vrti okoli planeti in okoli svoje osi. Nanj pritrdimo dve dovolj dolgi vrvi - recimo po 600 kilometrov, da se vrtita in uravnotežita druga drugo. In dobimo nekaj podobnega ogromnemu panoramskemu kolesu, le z dvema naperama.

Ko moramo nekaj odnesti v vesolje, počakamo, da nas preleti satelit in obesi vrv v ozračje. Na višino okoli 100 kilometrov na hipersoničnem letalu pripeljemo tovor na konico kabla in ga potegnemo v orbito.

Visoka trdnost vrvi, kot je vesoljsko dvigalo, ni potrebna, zato Boeing upoštevati je mogoče storiti brez grafena - obstoječi težki polietileni in toplotno odporen zilon bodo zadostovali.

Ideja ni slaba, vendar obstaja nekaj odtenkov. Prvič, protiutežni satelit mora ostati v orbiti biti vsaj 90-krat večja od nosilnosti. To pomeni, da bo treba za odstranitev 14 ton mase najprej sestaviti kolosa v orbiti z maso 1300 ton. Teža iste ISS je približno 440.

Drugič, da bi se postaja enakomerno vrtela, ne padla na Zemljo ali odletela nekam na napačno mesto, je treba odstraniti iz orbite enako maso, kot da bi jo dvignili. To pomeni, da ste vrgli tovor 14 ton - če želite, izkopljite istih 14 ton mineralov iz asteroidov in jih spustite na nadomestiti pretirano vrtenje.