Orbitálny výťah a skyhook: 4 z najbláznivejších plánov na dobytie vesmíru
Rôzne / / April 05, 2023
Ako vyhodiť náklad na obežnú dráhu obrovským polyetylénovým prakom a prežiť v atmosfére Jupitera.
1. orbitálny výťah
Rakety sú, samozrejme, veľmi cool a krásne. Niet divu, že fanúšikovia SpaceX sledujú každý ich štart naživo. Chemické motory však majú problém – sú drahé a neefektívne.
Pošlite na nízku referenčnú obežnú dráhu - minimálnu výšku, v ktorej môže objekt vyrezať kruhy okolo planéty - kilogram nákladu aj na jednej z najlacnejších rakiet súčasnosti Falcon 9 náklady 2 719 dolárov Je toho priveľa, nemyslíte?
Preto najlepšie mysle ľudstva už mnoho desaťročí zápasia s otázkou, ako sa ich zbaviť. fajčiace monštrá stúpajúce na petrolejovej trakcii, a prejsť na niečo ekonomickejšie a futuristický. Jednou z týchto možností je vesmírny výťah.
Budovanie geostacionárnej stanice obežná dráha, ktorý bude visieť nad rovnakým bodom planéty. Spúšťame z neho ťažký kábel, ktorý sa naťahuje pod vplyvom odstredivej sily. A prepravujeme na ňom tovar hore-dole na elektrickom výťahu.
Pravda, nie je známe, či sú materiály v prírode dostatočne pevné na to, aby z nich bolo možné vyrobiť zdvíhacie lano dlhé 35 785 km.
Teoreticky by mohol byť kábel pre vesmírny výťah utkaný z grafénových nanorúriek. Ale zatiaľ nikto nepodarilo vyrobte uhlíkové lano dlhšie ako 1 meter. Napriek tomu je orbitálny výťah azda jedným z najviac realistické vesmírne megaprojekty uvedené tu.
2. Vesmírny elektromagnetický katapult
Ešte pôsobivejší nápad, navrhnutý tak, aby uľahčil vypúšťanie objektov na obežnú dráhu. Na rovníku staviame dlhé potrubie s podtlakom vo vnútri, aby sme znížili trenie na minimum. Vesmírnu loď v nej zrýchľujeme pomocou elektromagnetickej sily – podľa princípu railgun.
A rúti sa po potrubí, kým nenaberie kozmickú rýchlosť, a potom vyskočí a zotrvačnosťou vyletí do vesmíru. A tam stabilizuje obežnú dráhu pomocou malého vstavaného korekčného motora.
Pravda, aj tu realita stavia lúče do kolies inžinierov. Naozaj efektívne bude tam len veľmi dlhá trubica: na dosiahnutie nízkej referenčnej obežnej dráhy potrebujete dráhu s dĺžkou aspoň 500 km, najlepšie viac. Ako, kde a z čoho to postaviť, problém je stále rovnaký.
Navyše na napájanie takéhoto elektrického urýchľovača budete potrebovať divoké množstvo energie – budete musieť vedľa neho postaviť jadrovú elektráreň, prípadne hneď niekoľko.
A nakoniec, takejto konštrukcie je viac prispôsobené na dodanie tovaru, nie z ľudí. Pretože ak z 500-kilometrového railgunu vystrelíte projektil s pasažiermi vo vnútri, obsah lode sa dostane do vesmíru vo forme tekutej kaše.
Takáto prudká zmena stavu agregácie nepriaznivo ovplyvní zdravie astronautov.
Ak chcete poslať ľudí do vesmíru, potrebujete elektromagnetický katapult dlhšie - najmenej 1 000 km. Vo všeobecnosti je konštrukcia netriviálna.
Ale napriek ťažkostiam má takýto katapult veľa výhod. Jednak sa s jeho pomocou môžete zbaviť jadrového odpadu – stačí ich vyhodiť do vesmíru, aby odleteli niekam ďaleko a nevrátili sa. Takže späť v 80-tych rokoch NASA plánované robiť.
Po druhé, zbraň sa nedá použiť na Zemi, ale na Mesiaci - nie je tam žiadna atmosféra, nie je žiadne trenie. Na satelite môžete ťažiť cenné nerasty a bombardovať nimi našu planétu v riedko osídlených oblastiach a potom ich len vyviezť nákladnými autami.
Nakoniec je možné kanón použiť ako zbraň! Hádzanie neriadených oceľových polotovarov na nepriateľa rýchlosťou asi 8 km/s je veľmi futuristické a drsné.
3. Kolónia aeronautov
Chceli by ste kolonizovať povedzme Venušu alebo Jupiter? Mars je už pre každého nudný a táto planéta je vo všeobecnosti nudná: len piesok a trochu ľadu. Venuša je oveľa zaujímavejšia: tam na povrchu teplota pod +465 °C a dažde kyseliny sírovej. Je čo vidieť, kým sa neroztopíte.
A Jupiter nemá vôbec žiadny povrch – pod mrakmi atmosféry plynného obra skrývanie oceán kovového vodíka s teplotou 6 000 až 20 700 °C.
Ale nebojte sa, NASA sa o všetko postarala. Pre kolonizáciu na povrchu Venuše a v nižších vrstvách Jupitera nemusíte nikoho hádzať - stačí sa usadiť niekde v atmosfére a žiť v pokoji.
Projekt HAVOC znamená konštrukcia obrovskej vzducholode letiacej v obyčajnom vzduchu na Venuši. Áno, kyslík a dusík, ktoré tam vdýchneme, budú vďaka väčšej hustote atmosféry pôsobiť tu na Zemi ako vodík alebo hélium, ktoré zdvihne balón nahor. A prijímať Zariadenie môže byť napájané solárnymi panelmi.
Týmto spôsobom môžete ubytovať v nadmorskej výške cca 55 km – je tu 27°C a príjemný vánok. Pravda, bez kyslíkovej masky sa z kokpitu vzducholode nepozeráte, pretože ľudia nemôžu dýchať oxid uhličitý.
Podobný dizajn môže byť poslať a k Jupiteru. Len teraz nebude fungovať pumpovať hélium alebo vodík do balóna, pretože sa z nich skladá obr.
Existuje však aj iný spôsob: odobrať plyn z atmosféry Jupitera a zohriať ho, povedzme, jadrovým reaktorom. Horúci vodík v balóne bude ľahší ako studený vodík v hornej atmosfére a bude možné bezpečne lietať a obdivovať oblaky a modrastú oblohu. Áno, je to vysoko bude rovnako ako na Zemi. Áno, a s krásnymi cirrovými oblakmi čpavku.
Je pravda, že nie je jasné, čo robiť so žiarením plynového obra - je nepravdepodobné, že bude možné pokryť vzducholoď olovom. A je lepšie do tejto kolónie nebrať ľudí so strachom z výšok: viete si predstaviť, aké to je ponáhľať sa cez obrovskú planétu a podvedome neustále očakávať pád?
4. satelitný záves
Približne takýchto pohybov opíše satelit s pripútaním, ktorý sa točí okolo Zeme. Video: Kurzgesagt – V skratke / YouTube
Projekt Boeingu a inštitútu NASA pre pokročilé štúdie s názvom Orbital Skyhook alebo „Sky Hook“ zahŕňa pomerne kurióznu metódu vyhadzovania nákladu na obežnú dráhu. Pravda, trochu riskantné.
Výkon satelit, ktorý sa točí okolo planét a okolo svojej osi. Pripevníme naň dve dostatočne dlhé laná – každé povedzme 600 kilometrov, aby sa točili a navzájom sa vyrovnávali. A dostaneme niečo ako obrovské ruské koleso, len s dvoma lúčmi.
Keď potrebujeme niečo vyniesť do vesmíru, počkáme, kým nad nami preletí satelit a zavesíme lano do atmosféry. Vo výške asi 100 kilometrov privezieme na hypersonickom lietadle náklad na špičku kábla a ten sa vytiahne na obežnú dráhu.
Vysoká pevnosť lana, ako vesmírny výťah, nie je potrebná, takže Boeing zvážiť je možné sa zaobísť bez grafénu – stačia existujúce vysokovýkonné polyetylény a tepelne odolný zylon.
Myšlienka nie je zlá, ale existuje niekoľko nuancií. Po prvé, protizávažný satelit, aby zostal na obežnej dráhe, musí byť aspoň 90-krát väčšie ako užitočné zaťaženie. To znamená, že na odstránenie 14 ton hmoty bude potrebné najskôr zostaviť na obežnej dráhe kolos s hmotnosťou 1 300 ton. Hmotnosť tej istej ISS je asi 440.
Po druhé, aby sa stanica otáčala rovnomerne, nespadla na Zem alebo neodletela niekam na nesprávne miesto, je potrebné rovnakú hmotu deorbitovať, ako ju zdvihnúť. To znamená, že ste hodili náklad 14 ton - ak chcete, vykopte rovnakých 14 ton minerálov z asteroidov a spustite ich na kompenzovať nadmerné otáčanie.
Prečítajte si tiež🧐
- Viete, čo sa stane, ak sa Mesiac zmení na čiernu dieru?
- Viete, prečo sú kozmické lode zabalené do zlatej fólie?
- 5 najpodivnejších vedeckých experimentov, ktoré boli vykonané v ZSSR
Najlepšie ponuky týždňa: zľavy z AliExpress, Erborian, Yandex Market a ďalších obchodov