Bezraketový start do vesmíru

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 19. října 2020; kontroly vyžadují 5 úprav .

Neraketový start do vesmíru ( non-rocket space launch ,  NRS) je kosmický start nebo způsob startu na oběžnou dráhu, při kterém se některé nebo všechny potřebné rychlosti a výšky dosahují bez pomoci tradičních raket vypouštěných ze zemského povrchu. povrch. Bylo navrženo mnoho alternativ k raketám. V některých systémech, jako jsou raketové saněa vzduchový start , raketa se účastní dosažení oběžné dráhy, ale je zapnuta po dosažení nějaké počáteční výšky nebo rychlosti nějakým jiným způsobem.

V nákladech na vesmírné projekty tvoří doprava na oběžnou dráhu významnou část rozpočtu; pokud se to podaří zefektivnit, celkové náklady na let do vesmíru se výrazně sníží. Dnes se náklady na vypuštění kilogramu užitečné hmoty ze Země na nízkou referenční oběžnou dráhu západními raketami pohybují od 10 000 do 25 000 $ [1] , některé země však starty dotují zhruba 4 000 $. Pro Angara-A5 jsou náklady na vypuštění 1 kg nákladu na LEO $ 2400 [2] .

Protože teoreticky možné minimální náklady na energii jsou o řád nižší, je možné výrazné snížení nákladů. Vesmírné obydlí , tedy průzkum a kolonizace vesmíru, vyžaduje mnohem levnější startovací metody a také způsob, jak zabránit vážnému poškození atmosféry tisíci a možná miliony startů. Dalším přínosem by mohla být zvýšená bezpečnost a spolehlivost startů, což by kromě nižších nákladů pomohlo odstranit radioaktivní odpad do vesmíru. Protože gravitační bariéra Země musí být překonána, musí vozidla používat neraketové způsoby generování pohonu, jako je iontový pohon , které mají vyšší účinnost pohonu ( specifický impuls ) a větší potenciální maximální rychlost než konvenční rakety, ale samy o sobě nemohou být vypuštěny do vesmíru. . [3]

Porovnání metod bezraketového odpalu

Počáteční provozní podmínky pro nové systémy
Metoda [4] Rok vydání Odhadované náklady na stavbu, miliarda $ [5] Užitečné zatížení, kg Odhadované náklady na převoz do LEO , $/kg [5] Kapacita, tuny za rok Úroveň připravenosti technologie [6]
Běžná raketa [1] 118 000 3273 ~ 200 9
vesmírný výtah 2004 6,2-40 ≥ 18 000 220-400 2000 &0000000000000003,0000002-4
Hypersonic Orbital Skyhook [7] 1993 &0000000000000001,000000<1 [8] 1500 [9] 30 [10] 2
Rotovator[11] 1977 2
HASTOL [12] , [13] 2000 15 000 [14] 2
vesmírná fontána ≥ 2
Vesmírný most [15] 1980 patnáct 2* 1011 &-100000000000000,050000<0,05 4* 1010 2
Startovací smyčka [16] (malá) 1985 deset 5000 300 40 000 &0000000000000002,000000≥2
Startovací smyčka [16] (velká) 1985 třicet 5000 3 6 000 000 ≥ 2
KITE Launcher [17] 2005 2
Vesmírná tramvaj [18] 20 [19] 35 000 43 150 000 2-4
Elektromagnetický katapult čtyři
Ram urychlovač 2004 &0000000000000500.000000<500 6 [20]
Vesmírná zbraň [21] 1865 [22] 0,5 450 500 6
Slingatron [23] 100 2
orbitální rovině 1992 10-15 12 000 3000 7
laserový motor &0000000000000004.000000≤4

Statické struktury

V této souvislosti termín "statický" znamená, že konstrukční část systému nemá žádné pohyblivé části. Struktura jako celek, často na oběžné dráze, se pohybuje vysokou rychlostí, ale části systému se vůči ostatním sousedním částem nepohybují.

Kompresní struktury

Kompresní konstrukce pro neraketové starty do vesmíru jsou návrhy na použití dlouhých a velmi pevných konstrukcí, jako jsou kotvené anténní stožáry nebo umělé hory, přes které lze zvedat užitečné zatížení.

Vesmírná věž

Vesmírná věž je struktura, která by dosáhla vesmíru. Aby nebylo nutné vypouštět vozidlo první kosmickou rychlostí, měla by se věž zvedat nad okraj vesmíru (nad 100 km značku - Karman Line ), ale věž s mnohem nižší výškou by mohla snížit odpor v atmosféře při zvedání. Satelity se mohou dočasně pohybovat po eliptických drahách klesajících na 135 km a níže, ale orbitální zkreslení, které způsobí návrat do atmosféry, bude velmi rychlé, pokud nebude výška naléhavě obnovena na stovky kilometrů později. [24] Pokud se věž nacházející se na rovníku rozkládá na geosynchronní dráhu ve výšce asi 36 000 km, objekty vypuštěné v této výšce pak mohou odletět s minimální energií a být na kruhové dráze. Věž tak extrémní výšky však nelze vyrobit z materiálů, které v současnosti na Zemi existují. S takovou věží se navíc dříve či později srazí všechny níže létající družice (jelikož rovina oběžné dráhy jakékoli družice nutně prochází středem Země a protíná tedy rovinu rovníku) [25] . Náčrt struktury dosahující geosynchronní oběžné dráhy jako první navrhl Konstantin Ciolkovskij [26] , který navrhl kompresní strukturu neboli „Tsiolkovského věž“.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Zpráva „SpaceCast 2020“ náčelníkovi štábu letectva, 22. června 94.
  2. ↑ Přes útrapy ke hvězdám – bez ohledu na to, co se děje . Získáno 28. března 2020. Archivováno z originálu dne 24. prosince 2014.
  3. ↑ Oleson, SR, & Sankovic, JM Advanced Hall elektrický pohon pro budoucí vesmírnou dopravu (odkaz není k dispozici) . Získáno 21. listopadu 2007. Archivováno z originálu 22. ledna 2004. 
  4. ↑ Odkazy v tomto sloupci platí pro celý řádek, pokud nejsou výslovně nahrazeny.
  5. ↑ 1 2 Všechny peněžní hodnoty jsou v neinflačních dolarech na základě data zveřejnění, pokud není uvedeno jinak.
  6. ↑ 1 — základní principy; 2 - příkladný koncept; 3 - teoretický důkaz; 4 - laboratorní testy; 5 - praktické zkoušky subsystémů; 6 - demonstrační prototyp; 7 - funkční prototyp; 8 - úspěšné testy; 9 - úspěšná operace.
  7. ↑ „The Hypersonic Skyhook“, Analogová sci-fi/Science Fact, sv. 113, č.p. 11, září 1993, str. 60-70.
  8. ↑ Odhady CY2008 z popisu referenčního systému z roku 1993.
  9. ↑ Vyžaduje první stupeň až ~5 km/s.
  10. ↑ Poroste velmi rychle díky samotahovému efektu .
  11. ↑ "A Non-Synchronous Orbital Skyhook", Hans P. Moravec, Journal of the Astronautical Sciences, sv. 25. října-prosinec 1977
  12. ↑ Paper, AIAA 00-3615 "Design and Simulation of Tether Facilities for HASTOL Architecture" R. Hoyt, 17-19 Jul 00.
  13. ↑ Paper, NIAC 3rd Ann. Mtg, subdodávka NIAC č. 07600-040, "Orbitální start hypersonického letadla Space Tether - HASTOL", John E. Grant, 6. června 01.
  14. ↑ Vyžaduje první stupeň Boeingu DF-9 při rychlostech až ~4 km/s.
  15. ↑ "Orbitální prstencové systémy a Jacobovy žebříky - I-III" Archivováno 28. února 2001 na Wayback Machine Poznámka: v penězích 80. let
  16. ↑ 1 2 Spusťte snímky Loop pro konferenci ISDC2002 (sestupná linka) . Získáno 30. června 2011. Archivováno z originálu 29. května 2008. 
  17. ↑ Johansen, US Patent #6913224, Metoda a systém pro urychlení objektu , 5. července 05
  18. ↑ "Projekt Startram" (nepřístupný odkaz) . Získáno 30. června 2011. Archivováno z originálu dne 27. července 2017. 
  19. ↑ Na základě vzorku Gen-1 Archivováno 27. července 2017 na Wayback Machine .
  20. ↑ Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Získáno 30. června 2011. Archivováno z originálu 6. dubna 2009. 
  21. ↑ Quick Launch Inc. Archivováno z originálu 12. února 2010.
  22. ↑ Román Julese Verna „Z děla na Měsíc“. Newtonova dělová koule v knize z roku 1728 „A Traatise of the System of the World“ byla implikovaným myšlenkovým experimentem — Space Guns archivováno 25. dubna 2009 na Wayback Machine
  23. ↑ "Slingatron, mechanický urychlovač hmoty hypervelocity" . Získáno 30. června 2011. Archivováno z originálu 26. září 2017.
  24. ↑ Kenneth Gatland. Ilustrovaná encyklopedie vesmírných technologií .
  25. ↑ Makovetsky P. V. Podívejte se na kořen! Úkol číslo 28 - Ruční vypuštění satelitu . - M .: "Nauka", 1976.
  26. ↑ Hirschfeld, Bob Space Elevator Gets Lift . TechTV . Společnost G4 Media Inc. (31. ledna 2002). — „Tento koncept byl poprvé popsán v roce 1895 ruským autorem KE Tsiolkovskij ve svém „Spekulace o Zemi a nebi ao Vestě.““. Získáno 13. září 2007. Archivováno z originálu 8. června 2005.
 Bezraketový start do vesmíru