Orbitaallift ja skyhook: 4 kõige pöörasemat kosmosevallutamise plaani

1. orbitaallift

Raketid on muidugi väga lahedad ja ilusad. Pole ime, et SpaceX-i fännid jälgivad iga nende starti otseülekandes. Kuid keemiamootoritel on probleem – need on kallid ja ebaefektiivsed.

Saatke madalale võrdlusorbiidile - minimaalne kõrgus, kus objekt võib ümber planeedi ringe teha - kilogramm lasti isegi ühe meie aja odavama raketi Falcon 9 peal. kulud 2719 dollarit See on liiga palju, kas sa ei arva?

Seetõttu on inimkonna parimad mõistused aastakümneid võidelnud küsimusega, kuidas neist lahti saada. suitsetavad koletised tõusevad petrooleumi veojõul ning lülituvad millegi säästlikuma ja futuristlik. Üks neist valikutest on kosmoselift.

Geostatsionaarse jaama ehitamine orbiit, mis ripub planeedi sama punkti kohal. Laskeme sellest alla raskeveokite kaabli, mis venib tsentrifugaaljõu mõjul. Ja me veame sellel elektriliftiga kaupa üles-alla.

Tõsi, pole teada, kas looduses leiduvad materjalid on piisavalt tugevad, et teha neist 35 785 km pikkune tõsteköis.

instagram viewer

Teoreetiliselt võiks grafeeni nanotorudest punuda kaabli kosmoselifti jaoks. Aga siiani mitte keegi ebaõnnestunud tehke üle 1 meetri pikkune süsinikköis. Sellegipoolest on orbitaallift ehk üks enim realistlik siin loetletud kosmose megaprojektid.

2. Kosmose elektromagnetiline katapult

Veelgi muljetavaldavam idee, mille eesmärk on hõlbustada objektide orbiidile saatmist. Me ehitame ekvaatorile pika toru, mille sees on vaakum, et vähendada hõõrdumist miinimumini. Kiirendame selles olevat kosmoselaeva elektromagnetilise jõu abil – põhimõtte järgi raudteepüstol.

Ja ta tormab mööda toru, kuni võtab kosmilise kiiruse, ja siis hüppab välja ja lendab inertsist kosmosesse. Ja seal stabiliseerib see väikese sisseehitatud parandusmootori abil orbiidi.

Tõsi, ka siin paneb reaalsus inseneride ratastesse kodarad. Tõesti tõhus tuleb ainult väga pikk toru: madala võrdlusorbiidi saavutamiseks on vaja rada, mille pikkus on vähemalt 500 km ja eelistatavalt rohkem. Kuidas, kuhu ja millest seda ehitada, probleem on ikka sama.

Lisaks on sellise elektrilise kiirendi toiteks vaja metsikut energiat – selle kõrvale tuleb ehitada tuumajaam või isegi mitu.

Ja lõpuks on selline konstruktsioon rohkem kohandatud kauba kohaletoimetamiseks, mitte inimestest. Sest kui tulistada 500-kilomeetrisest raudteerelvast mürsku, mille sees on reisijad, jõuab laeva sisu vedela läga kujul kosmosesse.

Selline järsk muutus agregatsiooniseisundis mõjutab negatiivselt astronautide tervist.

Inimeste kosmosesse saatmiseks on vaja elektromagnetilist katapulti kauem - vähemalt 1000 km. Üldiselt on konstruktsioon mittetriviaalne.

Kuid vaatamata raskustele on sellisel katapuldil palju eeliseid. Esiteks saate selle abiga tuumajäätmetest lahti saada - lihtsalt visake need kosmosesse, et nad lendaksid kuhugi kaugele ega pöörduks tagasi. Nii 80ndatel NASA planeeritud teha.

Teiseks saab püstolit kasutada mitte Maal, vaid Kuul - pole atmosfääri, pole hõõrdumist. Saate kaevandada väärtuslikke mineraale satelliidilt ja pommitada nendega meie planeeti hõredalt asustatud piirkondades ning seejärel lihtsalt veoautodega välja viia.

Lõpuks saab kahurit kasutada kui relv! Juhimata terasest toorikute viskamine vaenlasele kiirusega umbes 8 km / s on väga futuristlik ja karm.

3. Aeronautide koloonia

Kas soovite koloniseerida näiteks Veenust või Jupiterit? Marss on juba kõigi jaoks igav ja üldiselt on see planeet igav: ainult liiv ja natuke jääd. Veenus on palju huvitavam: seal pinnal temperatuuri alla +465 °C ja sajab väävelhapet. Midagi on näha kuni sulamiseni.

Ja Jupiteril pole üldse pinda – gaasihiiglase atmosfääri pilvede all peidus metallilise vesiniku ookean, mille temperatuur on 6000–20 700 °C.

Kuid ärge muretsege, NASA on kõige eest hoolitsenud. Veenuse pinnal ja Jupiteri alumistes kihtides koloniseerimiseks ei pea te kedagi viskama - võite lihtsalt asuda kuhugi atmosfääri ja elada rahus.

Projekt HAVOC tähendab tavalise õhus lendava tohutu õhulaeva ehitamine Veenusele. Jah, hapnik ja lämmastik, mida me seal sisse hingame, toimivad atmosfääri suurema tiheduse tõttu nagu vesinik või heelium siin Maal, tõstes õhupalli üles. A saada Seadet saab toita päikesepaneelidest.

Sel viisil saate majutama umbes 55 km kõrgusel - on 27 ° C ja mõnus tuul. Tõsi, ilma hapnikumaskita ei saa õhulaeva kokpitist välja vaadata, sest inimesed ei saa süsihappegaasi sisse hingata.

Sarnane disain võib olla saada ja Jupiterile. Alles nüüd ei õnnestu õhupalli heeliumi ega vesinikku pumbata, sest hiiglane koosnebki neist.

Kuid on ka teine ​​võimalus: võtta Jupiteri atmosfäärist gaasi ja soojendada seda näiteks tuumareaktoriga. Õhupallis olev kuum vesinik on kergem kui külm vesinik atmosfääri ülakihtides ning sellega saab turvaliselt lennata ning imetleda pilvi ja sinakat taevast. Jah, see on kõrgel tahe sama mis Maal. Jah, ja ilusate ammoniaagi rünkpilvedega.

Tõsi, pole selge, mida gaasihiiglase kiirgusega peale hakata – on ebatõenäoline, et õhulaeva pliiga katta on võimalik. Ja kõrgusekartlikke inimesi on parem sellesse kolooniasse mitte kaasa võtta: kas te kujutate ette, mis tunne on tormata üle tohutu planeedi ja oodata alateadlikult kogu aeg kukkumist?

4. satelliit tropp

Ligikaudu selliseid liikumisi kirjeldab maa ümber tiirlev lõastusega satelliit. Video: Kurzgesagt – lühidalt / YouTube

Boeingu ja NASA arenenud uuringute instituudi projekt nimega Orbital Skyhook ehk "Sky Hook" hõlmab üsna kurioosset meetodit lasti orbiidile viskamiseks. Tõsi, veidi riskantne.

Väljund satelliit, mis tiirleb ümber planeedid ja ümber oma telje. Kinnitame selle külge kaks piisavalt pikka köit - ütleme, kumbki 600 kilomeetrit, nii et need keerlevad, tasakaalustades üksteist. Ja me saame midagi tohutu vaateratta taolist, ainult kahe kodaraga.

Kui meil on vaja midagi kosmosesse viia, ootame, kuni satelliit meist üle lendab ja köie atmosfääri riputab. Umbes 100 kilomeetri kõrgusel toome hüperhelilennukiga kaabli otsa lasti ja see tõmmatakse orbiidile.

Trossi kõrge tugevus, nagu kosmoselift, pole vajalik, nii et Boeing kaaluma saab hakkama ka ilma grafeenita – sobivad olemasolevad vastupidavad polüetüleenid ja kuumakindel silon.

Idee pole halb, aga paar nüanssi on. Esiteks peab vastukaalu satelliit, et orbiidil püsida olla vähemalt 90 korda suurem kui kasulik koormus. See tähendab, et 14 tonni massi eemaldamiseks tuleb esmalt orbiidil kokku panna koloss massiga 1300 tonni. Sama ISS-i kaal on umbes 440.

Teiseks, et jaam pöörleks ühtlaselt, ei kukuks Maale ega lendaks kuhugi valesse kohta minema, on vaja deorbiidil sama mass, kui seda tõsta. See tähendab, et viskasite 14-tonnise koorma – kui soovite, kaevake asteroididelt välja samad 14 tonni mineraale ja langetage need alla. kompenseerida liigne pöörlemine.