Vi er bekendt med raketter, de kontrollerede eksplosioner, der transporterer last og skrøbelige mennesker til rummet. Men er der nogle måder, vi ikke kan komme til rummet på, ikke-raket?
Vil du gå plads? Få en raket. Intet andet nogensinde opfundet kan frigive de enorme mængder energi på en kontrolleret måde for at få dig til kredsløb.
Det hele kommer ned til hastighed. Lige nu står du stille på Jorden. Hvis du springer op, kommer du lige tilbage, hvor du startede. Men hvis du havde en sideværts hastighed på 10 meter / sekund og du sprang op, ville du lande nedadgående nogle få meter ... smerteligt. Og hvis du bevægede dig 7.800 meter i sekundet sidelæns - og du var et par hundrede kilometer op - ville du bare kredse rundt om Jorden.
At få den slags hastighed kræver raketter. Disse magiske videnskabets tordenvejr er utroligt dyre, ineffektive og til engangsbrug. Forestil dig, hvis du skulle købe en ny bil til hver pendling. Bare sprængning af et enkelt kilogram til kredsløb koster typisk omkring $ 10.000. Når du køber en tur til rummet, går kun et par hundrede k til gas. Disse millioner af dollars går for det meste på omkostningerne ved den raket, som du vil sparke til gaden, når du er færdig med det.
SpaceX er et af de mest innovative raketfirmaer derude. De finder ud af måder, hvorpå man kan genbruge så meget af raketten, som de kan, og skære de irriterende udskiftningsomkostninger ned, hvilket ødelægger, hvad der ellers skulle være en rutinemæssig tur til Månen. Måske i fremtiden kunne raketter bruges hundreder eller endda tusinder af gange, f.eks. Din bil eller kommercielle flyselskaber.
Er det det bedste, vi kunne gøre? Kan vi ikke bare grøfte raketterne helt? For at komme fra jorden til kredsløb skal du vinde hastigheder på 7.800 meter i sekundet. En raket giver dig denne hastighed gennem konstant acceleration, men kunne du levere den slags hastighed i et enkelt spark?
Hvad med en enorm pistol og bare skyde tingene i kredsløb? Du skal øjeblikkeligt give køretøjet en enorm hastighed. Dette skaber tusindvis af gange tyngdekraften på passagererne. Enhver om bord bliver til en fin rød belægning fordelt jævnt i kabinen indvendigt. Du kan kun slippe af sted med dette et par gange, før dine marsvinpassagerer bliver kloge.
"Steward, der er benchips i min champagne!"
Hvis du forlænger længden af pistolens tønde over mange kilometer, kan du udjævne den accelerationskraft, som mennesker faktisk kan modstå. Dette er den idé, Startram foreslår. De ser efter at bygge et spor op ad bjerget og bruge elektromagnetisme til at skubbe en slæde op til orbitalhastighed.
Dette lyder måske langt fremover, men mange lande bruger maglev-teknologi med tog og bryder hastighedsrekorder over hele verden. Japanerne skubbede for nylig et maglev-tog til 603 kilometer i timen. Denne første version af Startram ville koste 20 milliarder dollars, og de enorme kræfter ville kun arbejde for enhver last, der leveres i en ikke-levende stat, på trods af hvordan den startede.
Endnu dyrere er versionen med en 1500 kilometer lang bane, der er i stand til at sprede accelerationen over en længere periode og give mennesker mulighed for at flyve ud i rummet og ankom sikkert i deres originale "ikke-indsæt" konfiguration.
Der er et par tekniske tekniske forhindringer. F.eks. Et spor på 20 kilometer i højden, hvor projektiler forlader snude og udluftningsatmosfære for at forhindre stødbølgen, der ville rive hele strukturen fra hinanden.
Hvis det kan fås til at fungere, kan vi sænke lanceringsomkostningerne ned til $ 50 / kg. Betydning af en tur til den internationale rumstation kan koste $ 5.000.
En anden idé ville være, overraskende, lasere. Jeg ved, det lyder som om jeg laver dette. Lasere kan løse ethvert fremtidig problem. De kunne spore og sprænge lanceringsbiler med en speciel belægning, der fordamper til gas, når det opvarmes. Dette ville generere tryk som en raket, men køretøjet skulle bære en brøkdel af massen af traditionelt brændstof.
Du behøver ikke engang at ramme selve raketten for at skabe drivkraft. En laser kunne overophedne luften lige bag lanceringsvognen for at skabe en lille stødbølge og generere tryk. Denne teknologi er blevet demonstreret med Lightcraft-prototypen.
Hvad med balloner? Det er muligt at lancere balloner nu, der kan komme til så stor højde, at de er over 90% af jordens atmosfære. Dette reducerer mængden af atmosfærisk træk, som raketter har brug for for at gennemføre rejsen til rummet, markant.
Rumkoloniseringspioneren Gerard K. O’Neill så for sig en ballonbaseret rumhavn, der svævede i kanten af rummet. Astronauter ville afvige fra rumhavnen og kræve mindre skub for at nå bane.
Vi har også talt om ideen om en rumløft. Stræk et kabel fra Jorden op til geostationær bane og transporterer nyttelast op på den måde. Der er enorme hindringer for at udvikle teknologi som den. Der er måske ikke engang materialer, der er stærke nok i Universet til at støtte kræfterne.
Men en komplet rumhejs er muligvis ikke nødvendig. Det kunne være muligt at bruge tethere, der roterer ved kanten af rummet, som overfører momentum til rumfartøjer, hvilket trækker dem trin for trin til en højere hastighed og til sidst til bane. Disse tethere mister hastigheden med hver assist, men de kunne have et andet fremdrivningssystem, som et iondrev, for at gendanne deres orbitalhastighed.
Fremtidige metoder til adgang til rummet vil være en kombination af nogle af eller alle disse ideer sammen med traditionelle og genanvendelige raketter. Balloner og luftudskiftningssystemer for at reducere raketens træk, elektromagnetisk acceleration for at reducere den nødvendige mængde brændstof og jordbaserede lasere for at give strøm og yderligere tryk og tænkelyde. Måske med en række tethere, der transporterer nyttelast til højere og højere bane.
Det er dejligt at vide, at ingeniører arbejder på nye og bedre måder at få adgang til plads på. Raketter har gjort pladsudforskning mulig, men der er en række teknologier, som vi kan bruge til at nedbringe lanceringsomkostningerne og åbne helt nye udsigter for rumfart og kolonisering. Jeg kan ikke vente med at se, hvad der sker dernæst.
Hvilke alternative metoder til at komme ud i rummet er du mest begejstret for? Fortæl os dine tanker i kommentarerne herunder.
