Τροχιακό ασανσέρ και skyhook: 4 από τα πιο τρελά σχέδια για την κατάκτηση του διαστήματος
μικροαντικείμενα / / April 05, 2023
Πώς να πετάξετε φορτίο στην τροχιά με μια γιγάντια σφεντόνα πολυαιθυλενίου και να επιβιώσετε στην ατμόσφαιρα του Δία.
1. τροχιακό ανελκυστήρα
Οι πύραυλοι είναι, φυσικά, πολύ δροσεροί και όμορφοι. Δεν είναι περίεργο που οι οπαδοί του SpaceX παρακολουθούν κάθε εκτόξευση ζωντανά. Αλλά οι χημικοί κινητήρες έχουν ένα πρόβλημα - είναι ακριβοί και αναποτελεσματικοί.
Στείλτε σε μια χαμηλή τροχιά αναφοράς - το ελάχιστο ύψος όπου ένα αντικείμενο μπορεί να κόψει κύκλους γύρω από τον πλανήτη - ένα κιλό φορτίου ακόμη και σε έναν από τους φθηνότερους πυραύλους της εποχής μας Falcon 9 δικαστικά έξοδα 2.719 $ Είναι πάρα πολύ, δεν νομίζεις;
Ως εκ τούτου, τα καλύτερα μυαλά της ανθρωπότητας αγωνίζονται για πολλές δεκαετίες σχετικά με το ερώτημα πώς να απαλλαγούμε από αυτά καπνίζοντας τέρατα που υψώνονται με πετρέλαιο έλξης, και μεταβείτε σε κάτι πιο οικονομικό και φουτουριστικό. Μία από αυτές τις επιλογές είναι διαστημικός ανελκυστήρας.
Κατασκευή γεωστατικού σταθμού
τροχιά, που θα κρέμεται στο ίδιο σημείο του πλανήτη. Κατεβάζουμε ένα καλώδιο βαρέως τύπου από αυτό, που τεντώνεται υπό την επίδραση της φυγόκεντρης δύναμης. Και μεταφέρουμε εμπορεύματα πάνω-κάτω σε αυτό σε έναν ηλεκτρικό ανελκυστήρα.Είναι αλήθεια ότι δεν είναι γνωστό εάν τα υλικά στη φύση είναι αρκετά ισχυρά για να φτιάξουν ένα σχοινί ανύψωσης μήκους 35.785 km από αυτά.
Θεωρητικά, ένα καλώδιο για έναν διαστημικό ανελκυστήρα θα μπορούσε να υφαίνεται από νανοσωλήνες γραφενίου. Αλλά μέχρι στιγμής κανείς απέτυχε φτιάξτε ένα σχοινί άνθρακα μήκους μεγαλύτερου από 1 μέτρο. Παρόλα αυτά, ο τροχιακός ανελκυστήρας είναι ίσως ένας από τους περισσότερους ρεαλιστικός διαστημικά μεγάλα έργα που αναφέρονται εδώ.
2. Διαστημικός ηλεκτρομαγνητικός καταπέλτης
Μια ακόμα πιο εντυπωσιακή ιδέα, σχεδιασμένη για να διευκολύνει την εκτόξευση αντικειμένων σε τροχιά. Κατασκευάζουμε έναν μακρύ σωλήνα στον ισημερινό με κενό μέσα για να μειώσουμε την τριβή στο ελάχιστο. Επιταχύνουμε το διαστημόπλοιο σε αυτό με τη βοήθεια ηλεκτρομαγνητικής δύναμης - σύμφωνα με την αρχή σιδηροδρομικό όπλο.
Και ορμάει κατά μήκος του σωλήνα μέχρι να πάρει κοσμική ταχύτητα, και μετά πηδά έξω και πετάει στο διάστημα με αδράνεια. Και εκεί σταθεροποιεί την τροχιά με τη βοήθεια ενός μικρού ενσωματωμένου κινητήρα διόρθωσης.
Είναι αλήθεια ότι και εδώ η πραγματικότητα βάζει ακτίνες στους τροχούς των μηχανικών. Πραγματικά αποτελεσματικός θα υπάρχει μόνο ένας πολύ μακρύς σωλήνας: για να επιτύχετε μια χαμηλή τροχιά αναφοράς, χρειάζεστε μια διαδρομή με μήκος τουλάχιστον 500 km, και κατά προτίμηση περισσότερο. Πώς, πού και από τι να κατασκευαστεί αυτό, το πρόβλημα παραμένει το ίδιο.
Επιπλέον, για να τροφοδοτήσετε έναν τέτοιο ηλεκτρικό επιταχυντή, θα χρειαστείτε μια άγρια ποσότητα ενέργειας - θα πρέπει να χτίσετε έναν πυρηνικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής δίπλα του, ή ακόμα και πολλούς.
Και τέλος, μια τέτοια κατασκευή είναι περισσότερο προσαρμοσμένο για την παράδοση αγαθών, όχι των ανθρώπων. Γιατί αν πυροβολήσετε ένα βλήμα με επιβάτες μέσα από ένα όπλο 500 χιλιομέτρων, το περιεχόμενο του πλοίου θα φτάσει στο διάστημα με τη μορφή υγρού πολτού.
Μια τέτοια απότομη αλλαγή στην κατάσταση συσσώρευσης θα επηρεάσει αρνητικά την υγεία των αστροναυτών.
Για να στείλετε ανθρώπους στο διάστημα, χρειάζεστε έναν ηλεκτρομαγνητικό καταπέλτη μακρύτερα - τουλάχιστον 1.000 χλμ. Γενικά, η κατασκευή δεν είναι τετριμμένη.
Όμως, παρά τις δυσκολίες, ένας τέτοιος καταπέλτης έχει πολλά πλεονεκτήματα. Πρώτον, με τη βοήθειά του, μπορείτε να απαλλαγείτε από τα πυρηνικά απόβλητα - απλά πετάξτε τα στο διάστημα ώστε να πετάξουν κάπου μακριά και να μην επιστρέψουν. Πίσω στη δεκαετία του '80 η NASA σχεδιασμένος κάνω.
Δεύτερον, το όπλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι στη Γη, αλλά στη Σελήνη - δεν υπάρχει ατμόσφαιρα, δεν υπάρχει τριβή. Μπορείτε να εξορύξετε πολύτιμα ορυκτά σε έναν δορυφόρο και να βομβαρδίσετε τον πλανήτη μας με αυτά σε αραιοκατοικημένες περιοχές και στη συνέχεια να τα βγάλετε με φορτηγά.
Τέλος, το κανόνι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως όπλο! Η ρίψη μη καθοδηγούμενων ατσάλινων τεμαχίων στον εχθρό με ταχύτητα περίπου 8 km / s είναι πολύ φουτουριστική και σκληρή.
3. Αποικία αεροναυτών
Θα θέλατε να αποικίσετε, ας πούμε, την Αφροδίτη ή τον Δία; Ο Άρης είναι ήδη βαρετός για όλους, και γενικά αυτός ο πλανήτης είναι βαρετός: μόνο άμμος και λίγος πάγος. Η Αφροδίτη είναι πολύ πιο ενδιαφέρουσα: εκεί στην επιφάνεια θερμοκρασία κάτω από +465 °C και βροχές θειικού οξέος. Υπάρχει κάτι να δεις μέχρι να λιώσεις.
Και ο Δίας δεν έχει καθόλου επιφάνεια - κάτω από τα σύννεφα της ατμόσφαιρας του γίγαντα αερίου απόκρυψη ένας ωκεανός από μεταλλικό υδρογόνο με θερμοκρασία από 6.000 έως 20.700 °C.
Αλλά μην ανησυχείτε, η NASA έχει φροντίσει για τα πάντα. Για αποικισμό στην επιφάνεια της Αφροδίτης και στα κατώτερα στρώματα του Δία, δεν χρειάζεται να πετάξετε κανέναν - μπορείτε απλώς να εγκατασταθείτε κάπου στην ατμόσφαιρα και να ζήσετε ειρηνικά.
Έργο HAVOC υποδηλώνει η κατασκευή στην Αφροδίτη ενός τεράστιου αερόπλοιου που πετά στον συνηθισμένο αέρα. Ναι, το οξυγόνο και το άζωτο που εισπνέουμε εκεί, λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητας της ατμόσφαιρας, θα λειτουργήσουν σαν υδρογόνο ή ήλιο εδώ στη Γη, σηκώνοντας το μπαλόνι προς τα πάνω. ΕΝΑ λαμβάνω Η συσκευή μπορεί να τροφοδοτηθεί από ηλιακούς συλλέκτες.
Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε φιλοξενώ σε υψόμετρο περίπου 55 km - υπάρχει 27 ° C και ένα ευχάριστο αεράκι. Είναι αλήθεια ότι χωρίς μάσκα οξυγόνου δεν μπορείτε να κοιτάξετε έξω από το πιλοτήριο ενός αερόπλοιου, επειδή οι άνθρωποι δεν μπορούν να αναπνεύσουν διοξείδιο του άνθρακα.
Ένα παρόμοιο σχέδιο μπορεί να είναι στείλετε και στον Δία. Μόνο που τώρα δεν θα λειτουργήσει η άντληση ηλίου ή υδρογόνου στο μπαλόνι, επειδή ο γίγαντας αποτελείται από αυτά.
Υπάρχει όμως και άλλος τρόπος: να παίρνουμε αέριο από την ατμόσφαιρα του Δία και να το θερμαίνουμε, ας πούμε, με έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Το ζεστό υδρογόνο στο μπαλόνι θα είναι ελαφρύτερο από το κρύο υδρογόνο στην ανώτερη ατμόσφαιρα και θα είναι δυνατό να πετάξετε με ασφάλεια και να θαυμάσετε τα σύννεφα και τον γαλαζωπό ουρανό. Ναι, είναι ψηλά θα το ίδιο όπως στη Γη. Ναι, και με πανέμορφα σύννεφα αμμωνίας.
Είναι αλήθεια ότι δεν είναι σαφές τι να κάνει με την ακτινοβολία από τον γίγαντα αερίου - είναι απίθανο να είναι δυνατό να καλύψει ένα αερόπλοιο με μόλυβδο. Και είναι καλύτερα να μην παίρνετε ανθρώπους με φόβο για τα ύψη σε αυτήν την αποικία: μπορείτε να φανταστείτε πώς είναι να ορμάς πάνω από έναν τεράστιο πλανήτη και υποσυνείδητα να περιμένεις μια πτώση όλη την ώρα;
4. δορυφορική σφεντόνα
Ένας δορυφόρος με πρόσδεση, που περιστρέφεται γύρω από τη Γη, θα περιγράψει περίπου τέτοιες κινήσεις. Βίντεο: Kurzgesagt - Με λίγα λόγια / YouTube
Το έργο της Boeing και του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών της NASA που ονομάζεται Orbital Skyhook ή «Sky Hook», περιλαμβάνει μια αρκετά περίεργη μέθοδο ρίψης φορτίου σε τροχιά. Αλήθεια, λίγο ριψοκίνδυνο.
Παραγωγή δορυφόρος που περιστρέφεται πλανήτες και γύρω από τον άξονά του. Συνδέουμε δύο αρκετά μακριά σχοινιά σε αυτό - ας πούμε, 600 χιλιόμετρα το καθένα, έτσι ώστε να περιστρέφονται, ισορροπώντας το ένα το άλλο. Και παίρνουμε κάτι σαν μια τεράστια ρόδα, μόνο με δύο ακτίνες.
Όταν πρέπει να πάρουμε κάτι στο διάστημα, περιμένουμε να πετάξει ο δορυφόρος από πάνω μας και κρεμάμε το σχοινί στην ατμόσφαιρα. Σε υψόμετρο περίπου 100 χιλιομέτρων, φέρνουμε ένα φορτίο στην άκρη του καλωδίου με υπερηχητικό αεροσκάφος, και αυτό τραβιέται σε τροχιά.
Δεν απαιτείται υψηλή αντοχή σχοινιού, όπως ένας διαστημικός ανελκυστήρας, οπότε η Boeing σκεφτείτε είναι δυνατό να γίνει χωρίς γραφένιο - τα υπάρχοντα πολυαιθυλένια βαρέως τύπου και το ανθεκτικό στη θερμότητα zylon θα κάνουν.
Η ιδέα δεν είναι κακή, αλλά υπάρχουν μερικές αποχρώσεις. Πρώτον, ο αντίβαρος δορυφόρος, για να παραμείνει σε τροχιά, πρέπει είναι τουλάχιστον 90 φορές μεγαλύτερο από το ωφέλιμο φορτίο. Δηλαδή, για να αφαιρεθούν 14 τόνοι μάζας, θα χρειαστεί πρώτα να συναρμολογηθεί ένας κολοσσός σε τροχιά με μάζα 1.300 τόνων. Το βάρος του ίδιου ISS είναι περίπου 440.
Δεύτερον, για να περιστρέφεται ομοιόμορφα ο σταθμός, να μην πέφτει στη Γη ή να πετάξει μακριά κάπου σε λάθος μέρος, είναι απαραίτητο να αποτροχιαστεί η ίδια μάζα με την ανύψωσή του. Δηλαδή, πετάξατε ένα φορτίο 14 τόνων - αν θέλετε, σκάψτε τους ίδιους 14 τόνους ορυκτών από αστεροειδείς και κατεβάστε τους σε αποζημιώνω υπερβολική περιστροφή.
Διαβάστε επίσης🧐
- Ξέρετε τι θα συμβεί αν το φεγγάρι μετατραπεί σε μαύρη τρύπα;
- Ξέρετε γιατί τα διαστημόπλοια είναι τυλιγμένα σε χρυσό φύλλο;
- 5 από τα πιο περίεργα επιστημονικά πειράματα που έγιναν στην ΕΣΣΔ
Οι καλύτερες προσφορές της εβδομάδας: εκπτώσεις από AliExpress, Erborian, Yandex Market και άλλα καταστήματα