Mēs esam pazīstami ar raķetēm, tiem kontrolētajiem sprādzieniem, ar kuriem kosmosā tiek pārvadātas kravas un trausli cilvēki. Bet vai ir daži veidi, kas nav raķetes, kā mēs varētu nokļūt kosmosā?
Vai vēlaties doties kosmosā? Iegūstiet raķeti. Nekas cits, kas jebkad ir izgudrots, kontrolētā veidā var atbrīvot milzīgu enerģijas daudzumu, lai jūs nokļūtu orbītā.
Tas viss notiek līdz ātrumam. Pašlaik jūs nekustīgi stāvat uz Zemes. Ja jūs uzlēksit uz augšu, jūs atgriezīsities turpat, kur sākāt. Bet, ja ātrums uz sāniem būtu 10 metri sekundē un jūs uzlēktu, jūs dažus metrus nolaisties lejup pa slīpumu… sāpīgi. Un, ja jūs virzītos 7800 metrus sekundē uz sāniem - un jūs bijāt dažus simtus kilometru augšup -, jūs vienkārši riņķotu pa Zemi.
Šāda veida ātruma iegūšana prasa raķetes. Šīs maģiskās zinātnes pērles ir neticami dārgas, neefektīvas un vienreiz lietojamas. Iedomājieties, ja jums būtu jāpērk jauna automašīna katram braucienam uz mājām. Vienu kilogramu spridzināšana orbītā parasti izmaksā apmēram 10 000 USD. Kad jūs pērkat ceļojumu kosmosā, tikai daži simti k iet uz gāzi. Šie miljoni dolāru lielākoties tiek segti raķetes izmaksās, kuras jūs metīsities pie ietves, kad būsit to izdarījis.
SpaceX ir viena no visnovatoriskākajām raķešu kompānijām, kas tur darbojas. Viņi izdomā iespējas, kā pēc iespējas vairāk izmantot raķeti, samazinot nepatīkamās palaišanas izmaksas, kas sabojā to, kam citādi vajadzētu būt ikdienišķam ceļojumam uz Mēnesi. Varbūt nākotnē raķetes varētu izmantot simtiem vai pat tūkstošiem reižu, piemēram, jūsu automašīnā vai komerciālajās lidmašīnās.
Vai tas ir labākais, ko mēs varētu darīt? Vai mēs nevaram vienkārši norakt raķetes? Lai nokļūtu no zemes uz orbītu, jums jāiegūst 7800 metri sekundē ātruma. Raķete dod jums šo ātrumu ar pastāvīgu paātrinājumu, bet vai jūs varētu sasniegt šāda veida ātrumu vienā sitienā?
Kā būtu ar milzīgu pistoli un vienkārši nošautu lietas orbītā? Jums nekavējoties jāpiešķir milzīgs ātrums transportlīdzeklim. Tas tūkstošiem reižu rada pasažieriem smaguma spēku. Ikviens, kas atrodas uz klāja, tiek pārveidots par smalki sarkanu pārklājumu, kas vienmērīgi sadalīts visā salona interjerā. No tā varat izvairīties tikai dažas reizes, pirms jūsu jūrascūciņu pasažieri kļūst gudri.
"Stjuart, manā šampaniešā ir kaulu čipsi!"
Ja jūs pagarināt pistoles stobra garumu daudzu kilometru garumā, jūs varat izlīdzināt paātrinājuma spēku, ko cilvēki faktiski var izturēt. Tā ir Startram ierosinātā ideja. Viņi vēlas izveidot trasi kalna malā un izmantot elektromagnētismu, lai ragavas palielinātu līdz orbītas ātrumam.
Tas varētu šķist tālu pievilcīgs, taču daudzas valstis visā pasaulē izmanto maglev tehnoloģiju ar vilcieniem un sabojā ātruma rekordus. Japāņi nesen virzīja maglev vilcienu uz ātrumu 603 kilometri stundā. Šī pirmā Startram versija maksās 20 miljardus dolāru, un milzīgie spēki darbosies tikai tad, ja jebkura krava tiks piegādāta nedzīvošanas stāvoklī, neskatoties uz to, kā tā sākās.
Vēl dārgāka ir versija ar 1500 kilometru garu trasi, kas spēj izplatīt paātrinājumu ilgākā laika posmā un ļaut cilvēkiem lidot kosmosā, droši nonākot sākotnējā konfigurācijā, kas nav ielīmēta.
Ir pāris mazulīgi tehniski šķēršļi. Piemēram, trase 20 kilometru augstumā, kur šāviņi iziet no purna un ventilācijas atmosfēras, lai novērstu triecienvilni, kas visu struktūru sagrautu.
Ja tas varētu darboties, mēs varētu samazināt palaišanas izmaksas līdz USD 50 / kg. Nozīmē, ka brauciens uz Starptautisko kosmosa staciju varētu maksāt 5000 USD.
Vēl viena ideja nebūtu pārsteidzoši - lāzeri. Es zinu, ka izklausās, ka es to veidoju. Lāzeri var novērst katru nākotnes problēmu. Viņi varēja izsekot un uzspridzināt nesējraķetes ar īpašu pārklājumu, kas karsējot iztvaiko gāzē. Tas radītu vilci kā raķete, bet transportlīdzeklim būtu jāpārnēsā tikai daļa no tradicionālās degvielas masas.
Lai radītu vilci, jums pat nav jāpiesit pašai raķetei. Lāzers var pārkarst gaisu tieši aiz palaišanas ierīces, lai radītu niecīgu triecienviļņu un radītu vilci. Šī tehnoloģija tika demonstrēta ar Lightcraft prototipu.
Kas par baloniem? Tagad ir iespējams palaist gaisa balonus, kas var nokļūt tik lielā augstumā, ka tie ir virs 90% no Zemes atmosfēras. Tas ievērojami samazina atmosfēras noturības daudzumu, kas raķetēm būtu nepieciešams, lai pabeigtu ceļojumu uz kosmosu.
Kosmosa kolonizācijas pionieris Žerārs K. O’Nīls iecerēja kosmosa malā peldošu kosmosa ostu, kas balstīta uz gaisa baloniem. Astronauti izlidos no kosmosa ostas un, lai sasniegtu orbītu, prasa mazāku vilci.
Mēs esam runājuši arī par kosmosa lifta ideju. Izstiepjot kabeli no Zemes līdz ģeostacionārā orbītā un šādā veidā pārvadājiet kravas. Tādas tehnoloģijas izstrādei ir milzīgi šķēršļi. Iespējams, ka Visumā nav pat pietiekami spēcīgu materiālu, lai atbalstītu spēkus.
Bet, iespējams, nav vajadzīgs pilnīgs kosmosa lifts. Varētu izmantot kosmosa malā rotējošās piesiešanas, kas nodod impulsu kosmosa kuģim, soli pa solim palielinot lielāku ātrumu un galu galā nonākot orbītā. Šīs piesaistes zaudē ātrumu ar katru palīglīdzekli, taču tām varētu būt kāda cita vilces sistēma, piemēram, jonu piedziņa, lai atjaunotu to orbītas ātrumu.
Nākotnes metodes piekļuvei kosmosam būs dažu vai visu šo ideju apvienojums ar tradicionālajām un atkārtoti lietojamām raķetēm. Baloni un gaisa palaišanas sistēmas, lai samazinātu raķetes vilkmi, elektromagnētiskais paātrinājums, lai samazinātu nepieciešamās degvielas daudzumu, un uz zemes bāzēti lāzeri, kas nodrošina jaudu un papildu vilces un pēkšņa skaņa. Varbūt ar virkni saišu, kas pārvadā kravas augstākās un augstākās orbītās.
Ir patīkami zināt, ka inženieri strādā pie jauniem un labākiem veidiem, kā piekļūt kosmosam. Raķetes ir ļāvušas veikt kosmosa izpēti, taču ir virkne tehnoloģiju, kuras mēs varam izmantot, lai samazinātu palaišanas izmaksas un atvērtu pilnīgi jaunas kosmosa izpētes un kolonizācijas perspektīvas. Es nevaru gaidīt, lai redzētu, kas notiks tālāk.
Kādas alternatīvās iespējas nokļūt kosmosā jūs visvairāk satrauc? Paziņojiet mums savas domas komentāros zemāk.
