Ascensore orbitale e skyhook: 4 dei piani più folli per conquistare lo spazio

1. ascensore orbitale

I razzi sono, ovviamente, molto belli e belli. Non c'è da meravigliarsi che i fan di SpaceX seguano dal vivo ciascuno dei loro lanci. Ma i motori chimici hanno un problema: sono costosi e inefficienti.

Invia a un'orbita di riferimento bassa - l'altezza minima in cui un oggetto può tagliare cerchi intorno al pianeta - un chilogrammo di carico anche su uno dei razzi più economici del nostro tempo Falcon 9 costi $ 2.719 È troppo, non credi?

Pertanto, le migliori menti dell'umanità hanno lottato per molti decenni sulla questione di come sbarazzarsi di questi mostri fumanti che si alzano sulla trazione del cherosene e passano a qualcosa di più economico e futuristico. Una di queste opzioni è ascensore spaziale.

Realizzazione di una stazione geostazionaria orbita, che incomberà sullo stesso punto del pianeta. Abbassiamo un cavo per impieghi gravosi da esso, allungandolo sotto l'influenza della forza centrifuga. E trasportiamo merci su e giù su di esso su un ascensore elettrico.

È vero, non è noto se i materiali in natura siano abbastanza resistenti da farne una fune di sollevamento lunga 35.785 km.

In teoria, un cavo per un ascensore spaziale potrebbe essere tessuto da nanotubi di grafene. Ma finora nessuno fallito fare una corda di carbonio più lunga di 1 metro. Tuttavia, l'ascensore orbitale è forse uno dei più realistico megaprogetti spaziali elencati qui.

2. Catapulta elettromagnetica spaziale

Un'idea ancora più impressionante, progettata per facilitare il lancio di oggetti in orbita. Costruiamo un lungo tubo all'equatore con un vuoto all'interno per ridurre al minimo l'attrito. Acceleriamo il veicolo spaziale al suo interno con l'aiuto della forza elettromagnetica, secondo il principio railgun.

E si precipita lungo il tubo finché non aumenta la velocità cosmica, quindi salta fuori e vola nello spazio per inerzia. E lì stabilizza l'orbita con l'aiuto di un piccolo motore di correzione integrato.

Vero, anche qui la realtà mette i bastoni tra le ruote agli ingegneri. Veramente efficace ci sarà solo un tubo lunghissimo: per raggiungere un'orbita di riferimento bassa serve un binario lungo almeno 500 km, e preferibilmente di più. Come, dove e da cosa costruirlo, il problema è sempre lo stesso.

Inoltre, per alimentare un tale acceleratore elettrico, avrai bisogno di una quantità enorme di energia: dovrai costruire una centrale nucleare accanto ad essa, o anche diverse.

E infine, una tale costruzione è di più adattato per la consegna della merce, no delle persone. Perché se spari a un proiettile con passeggeri all'interno da un cannone a rotaia di 500 chilometri, il contenuto della nave raggiungerà lo spazio sotto forma di impasto liquido.

Un cambiamento così netto nello stato di aggregazione influirà negativamente sulla salute degli astronauti.

Per inviare persone nello spazio, è necessaria una catapulta elettromagnetica più a lungo - almeno 1.000 km. In generale, la costruzione non è banale.

Ma nonostante le difficoltà, una tale catapulta ha molti vantaggi. In primo luogo, con il suo aiuto, puoi sbarazzarti delle scorie nucleari: gettale nello spazio in modo che volino da qualche parte lontano e non tornino. Quindi negli anni '80 la NASA pianificato Fare.

In secondo luogo, la pistola non può essere utilizzata sulla Terra, ma sulla Luna: non c'è atmosfera, non c'è attrito. Puoi estrarre preziosi minerali su un satellite e bombardare il nostro pianeta con loro in aree scarsamente popolate, quindi portarli via con i camion.

Infine, il cannone può essere utilizzato come arma! Lanciare proiettili d'acciaio non guidati contro il nemico a una velocità di circa 8 km / s è molto futuristico e duro.

3. Colonia di aeronauti

Vorresti colonizzare, diciamo, Venere o Giove? Marte è già noioso per tutti, e in generale questo pianeta è noioso: solo sabbia e un po' di ghiaccio. Venere è molto più interessante: lì in superficie temperatura sotto i +465 °C e piogge di acido solforico. C'è qualcosa da vedere finché non ti sciogli.

E Giove non ha alcuna superficie - sotto le nuvole dell'atmosfera del gigante gassoso nascondersi un oceano di idrogeno metallico con una temperatura compresa tra 6.000 e 20.700 °C.

Ma non preoccuparti, la NASA si è occupata di tutto. Per la colonizzazione sulla superficie di Venere e negli strati inferiori di Giove, non è necessario lanciare nessuno: puoi semplicemente stabilirti da qualche parte nell'atmosfera e vivere in pace.

Progetto HAVOC implica la costruzione su Venere di un enorme dirigibile che vola nell'aria ordinaria. Sì, l'ossigeno e l'azoto che respiriamo lì, a causa della maggiore densità dell'atmosfera, agiranno come idrogeno o elio qui sulla Terra, sollevando il pallone. UN ricevere Il dispositivo può essere alimentato da pannelli solari.

In questo modo, puoi ospitare ad un'altitudine di circa 55 km - ci sono 27 ° C e una piacevole brezza. È vero, senza una maschera per l'ossigeno non puoi guardare fuori dall'abitacolo di un dirigibile, perché le persone non possono respirare anidride carbonica.

Un design simile può essere Inviare e a Giove. Solo ora non funzionerà per pompare elio o idrogeno nel pallone, perché il gigante è costituito da loro.

Ma c'è un altro modo: prendere il gas dall'atmosfera di Giove e riscaldarlo, diciamo, con un reattore nucleare. L'idrogeno caldo nel pallone sarà più leggero dell'idrogeno freddo nell'atmosfera superiore e sarà possibile volare in sicurezza e ammirare le nuvole e il cielo bluastro. Sì, è in alto Volere lo stesso che sulla Terra. Sì, e con bellissimi cirri di ammoniaca.

È vero, non è chiaro cosa fare con le radiazioni del gigante gassoso: è improbabile che sia possibile rivestire un dirigibile con piombo. Ed è meglio non portare persone che soffrono di vertigini in questa colonia: riesci a immaginare com'è precipitarsi su un enorme pianeta e aspettarsi inconsciamente una caduta tutto il tempo?

4. imbracatura satellitare

Un satellite con un cavo, che ruota intorno alla Terra, descriverà approssimativamente tali movimenti. Video: Kurzgesagt - In poche parole / YouTube

Il progetto di Boeing e dell'Istituto di studi avanzati della NASA chiamato Orbital Skyhook, o "Sky Hook", prevede un metodo piuttosto curioso per lanciare il carico in orbita. Vero, un po' rischioso.

Produzione satellite che ruota intorno pianeti e intorno al suo asse. Attacchiamo due corde sufficientemente lunghe, diciamo, 600 chilometri ciascuna, in modo che ruotino, bilanciandosi a vicenda. E otteniamo qualcosa come un'enorme ruota panoramica, solo con due raggi.

Quando abbiamo bisogno di portare qualcosa nello spazio, aspettiamo che il satellite ci sorvoli e appenda la corda nell'atmosfera. Ad un'altitudine di circa 100 chilometri, portiamo un carico sulla punta del cavo su un aereo ipersonico, e viene trascinato in orbita.

Non è richiesta un'elevata resistenza della fune, come un ascensore spaziale, quindi Boeing prendere in considerazione è possibile fare a meno del grafene: lo faranno i polietilene per impieghi gravosi esistenti e lo zylon resistente al calore.

L'idea non è male, ma ci sono un paio di sfumature. Innanzitutto, il satellite contrappeso, per rimanere in orbita, deve Essere almeno 90 volte più grande del carico utile. Cioè, per rimuovere 14 tonnellate di massa, sarà prima necessario assemblare in orbita un colosso con una massa di 1.300 tonnellate. Il peso della stessa ISS È circa 440.

In secondo luogo, affinché la stazione ruoti in modo uniforme, non cada sulla Terra o voli via da qualche parte nel posto sbagliato, è necessario deorbitare la stessa massa che la solleva. Cioè, hai lanciato un carico di 14 tonnellate - per favore, estrai le stesse 14 tonnellate di minerali dagli asteroidi e abbassale a compensare rotazione eccessiva.