Галлактическое безракетное будущее: каким оно возможно

    Борьба с гравитацией при галлактических пусках – задачка и не из простейших. Нормальные ракеты максимально дорогие, создают не мало спама и, как только демонстрирует практика, максимально коварные. К счастью, наука и не стоит ли на месте и все в большей и большей степени возникает других методов, кои обещают нам наиболее действенные, наименее накладные и поболее неопасные пути покорения галлактического места. Об фолиант, каким образом население земли будет летать в космос в дальнейшем, сейчас и побеседуем.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Однако перед тем самым, как только начать, следует указать, что хим реактивные движки (ХРД), использующиеся ныне в качестве базы для любых галлактических запусков, являются критически немаловажным инвентарем для развития галлактической сферы, потому них пользование продолжится гораздо и не один десяток лет, пока что и не будет обнаружена и — что самое значимое – и не раз протестирована разработка, могущая обеспечить безболезненный переход на важно новейший уровень галлактических запусков и полетов.

    Однако уже ныне, когда цена запусков может составлять несколько сотен миллионов баксов, становится ясно, что ХРД – это же тупик. В качестве примера можно взять новую разработку Space Launch System. Эта самая система рассматривается аэрокосмическим агентством NASA в качестве базы для освоения далекого космоса. Спецы подсчитали, что цена единого пуска SLS будет составлять подле 500 миллионов баксов. Сейчас, когда космос предстал не совсем только бизнесом стран, да и личных корпораций, стали предлагаться и поболее недорогие кандидатуры. К примеру, цена пуска Falcon Heavy предприятия SpaceX будет составлять подле 83 миллионов баксов. Однако это же все равно максимально и максимально дороговато. И это же мы гораздо и не затрагиваем вопросец экологичности галлактических запусков на основе ХРД, кои, без колебаний, наносят осязаемый ущерб окружающей среде.

    Веселит то, что ученые и инженеры уже дают другие методы и способы галлактических запусков, и некие из их вправду владеют потенциалом в течение ближайших десятилетий перевоплотиться в действенные технологии. Все эти другие вариации можно обобщить под несколькими категориями: другие облики реактивных запусков, стационарные и динамические транспортные системы, также катапультные системы. Само собой разумеется, они объединяют далековато и не все предложенные идеи, но в данной статье разберем более обещающие.

    Содержание

    • 1 Другие облики реактивных запусков
    • 2 Стационарные и динамические транспортные системы
    • 3 Катапультные системы
    • 4 Каким будет будущее на деле?

    Другие облики реактивных запусков

    Лазерная реактивная тяга

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Перенаправление потока плазмы для увеличения тяги

    Использующиеся ныне ракеты просят пользования множества жесткого либо водянистого горючего, и в большинстве случаев них дальность полета и эффективность ограничены тем самым, сколько сего горючего они умеют с собой нести. Но существуют случай, который в дальнейшем дозволит преодолеть эти ограничения. Решением умеют предстать специфические лазерные инсталляции, кои будут отправлять ракеты в космос.

    Отечественные физики Юрий Резунков из Колледжа разработки оптоэлектронных инструментов и Александр Шмидт из Физико-технического колледжа имени Иоффе не так давно обрисовали процесс «лазерной абляции», согласно которому тяга летательного аппарата будет генерироваться при помощи лазерного излучения, формируемого лазерной инсталляцией, находящейся вне галлактического аппарата. В итоге влияния сего излучения будет сжигаться материал принимающей поверхности и образовываться плазменный поток. Этот поток и будет обеспечивать нужную тягу, могущую разгонять космолет перед началом скоростей в десятки раз все больше скорости звука.

    Ежели погрузить всю фантастичность заданного способа, перед изготовлением схожей системы надо будет решить две трудности: лазер в том случае обязан быть неописуемо сильным. Так сильным, что будет в силах в буквальном смысле испарять сплав на расстоянии пары сотен км. Отсюда и иная неполадка – этот лазер можно будет применять в качестве орудия ликвидирования остальных галлактических аппаратов.

    Стратосферные пуски и галлактические авиалайнеры

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Наименее концептуальным и поболее действительным кажется способ пуска галлактических аппаратов при помощи особых сильных несущих воздушных тягачей

    Кто произнес, что способ, предложенный фирмой Virgin Galactic, может употребляться лишь для галлактического туризма? Корпорация планирует применять собственный аппарат LauncherOne в качестве транспортировочной системы для вывода на орбиту Почвы малогабаритных спутников весом перед началом 100 кг. Беря во внимание то, с какой же скоростью происходит миниатюризация галлактических систем ныне, – задумка очень увлекательная.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Иными примерами системы для стратозапуска являются галлактический аппарат XCOR Aerospace Lynx Mark III (на изображении свыше) и аппарат Orbital Sciences Pegasus II (на фотографии ниже).

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Одним из преимуществ галлактических запусков из воздушного места будет то, что ракетам и не придется преодолевать отрезок максимально плотной атмосферы. В итоге сего на сам аппарат снизится перегрузка. За исключением тамошнего, воздушный аппарат еще проще запустить. Он наименее подвержен атмосферным погодным изменениям. Наконец, индивидуальность этаких запусков раскрывает наиболее машистые способности в замысле избираемого масштаба.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Очередным вариантом являются галлактические авиалайнеры. Эти многоразовые летательные аппараты будут подобны «вышедшим на пенсию» шаттлу и «Бурану», однако, в отличие от крайних, и не будут добиваться пользования больших ракет-носителей для вывода на орбиту. Одним из самых многообещающих и передовых проектов на этот счет является английский космоплан British Skylon (на фотографии свыше) – одноступенчатый летательный аппарат для выхода на орбиту. Реактивная тяга аппарата будет образовываться за счет двух воздушно-реактивных движков, кои будут разгонять его перед началом скорости в 5 раз свыше скорости звука и подымать на высоту практически 30 км. Но это же всего только 20 процентов от нужной скорости и высоты, нужных для выхода в космос, потому космоплан опосля набора потолка высоты будет переключаться на эдак именуемый «ракетный режим».

    К огорчению, на пути продажи сего проекта как и раньше имеются почти все технологические проблемыпрепядствия, кои гораздо предстоит решить. К примеру, ожидается, что космопланам придется сталкиваться с незапланированным конфигурацией линии движения подъема вследствие высочайшего динамического давления и лишних температур, кои безусловно будут повлиять на самые чувствительные части летательного аппарата. То есть, этакие космопланы умеют быть коварными.

    Очередным примером разрабатываемых космопланов является аппарат Dream Chaser, разработанный Sierra Nevada Corporation для аэрокосмического агентства NASA (на видео свыше).

    Стационарные и динамические транспортные системы

    Ежели и не летательные аппараты, то решением умеют служить гигантские сооружения, возвышающиеся перед началом неописуемых высот либо даже прямиком в космос.

    К примеру, Джеффри Лэндис, ученый и фантаст, предложил идею строительства циклопической башни, чья вершина будет достигать пределов земной атмосферы. Расположенная на высоте подле 100 км над поверхностью Почвы, она может употребляться в качестве пусковой платформы для обыкновенных ракет. На этакий высоте ракетам почти и не придется биться ни с каким влиянием земной атмосферы.

    Очередным вариантом сооружения, привлекшим внимание почти всех представителей научного и околонаучного сообществ, является галлактический лифт. На деле эта мысль берет свое начало гораздо с 19-го века. Современный случай дает протянуть на высоту 35 400 (что присутствует за пределами расположения большинства коммуникационных спутников) км над поверхностью Почвы сверхпрочный кабель. Опосля проведения любых нужных балансировок по кабелю предлагается пускать работающие на лазерной тяге транспортные аппараты с грузом.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Иллюстрация галлактического лифта на Марсе

    Мысль галлактических лифтов вправду владеет потенциалом сотворения реальной революции в вопросцах галлактических транспортировок на околоземную орбиту. Однако реализовать эту идею в настоящей жизни будет максимально мудрено. Пройдет много времени перед началом тамошнего, как только ученые создадут материал, могущий выдерживать вес этакий конструкции. Рассматриваемыми вариациями ныне являются углеродные нанотрубки, а уж вернее структуры на основе микроскопичных алмазных сплетений с ультратонкими нановолокнами. Однако даже ежели мы обнаружим метод постройки галлактического лифта, любых неурядиц это же и не решит. Коварные вибрации, насыщенные колебания, столкновения со спутниками и галлактическим спамом – это же только минимальная часть задач, с которыми придется разбираться.

    Очередной предложенной другой является огромные «орбитальные маховики». Маховики воображают собой крутящиеся спутники с расходящимися в две различные стороны длинноватыми тросами, финалы которых при вращении будут соприкасаться с атмосферой планетки. Причем скорость вращения конструкции отчасти либо целиком будет возместить орбитальную скорость.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Портал Orion’s Arm поясняет принцип них работы:

    «На нижней части троса, расположенной около планетки размером с Планету земля, будет иметься стыковочная платформа, находящаяся на высоте 100-300 км над поверхностью (причем сама длина тросов, идущих от центра маховика, будет составлять несколько тыщ км). Такова высота выбрана поэтому, что тут будет минимизировано влияние атмосферы на сам «маховик», также минимизированы гравитационные утраты стыкующихся челноков. Стыковка будет происходить при максимально малорослых скоростях как только самого маховика, эдак и стыковочного шаттла, обычно, на пике параболической суборбитальной линии движения, данной ракетой-носителем. В том случае шаттл будет присутствовать относительно «маховика» почти без движения и возможно пойман особым крюком, а уж потом притянут к стыковочному шлюзу либо посадочной платформе. Для правильного позиционирования на орбите «маховики» будут применять маневровые двигатели».

    Потому что маховики будут присутствует целиком в космосе, и не закреплёнными к Планете земля, им же и не придется испытывать этаких же физических нагрузок, как только галлактическому лифту, потому заданная мысль в итоге возможно окажется жизнеспособнее.

    Что касается динамических сооружений, то журнальчик Popular Mechanics определяет по последней мере два главных случая:

    «Такие здания, как только «космический фонтан» и «петля Лофстрома» будут сохранять собственную структурную целостность благодаря электродинамическим спецэффектам либо импульсам, двигающимся снутри их элементов, также грузам и пассажирам, отправляющимся на орбиту. Наиболее увлекательным концептом представляются ротоваторы. Эта мысль дает возведение немалого орбитального здания с тросом, вращающимся в плоскости орбиты таким макаром, дабы в наиблежайшей к Планете земля точке окружности скорость финала троса относительно центра существовала обратна орбитальной скорости. Таким макаром, трос, проходя минимум, может подхватывать подходящий объект, имеющий скорости ниже первой галлактической, и отпускать его в точке наибольшего удаления со скоростью уже наибольшей первой космической».

    Высмотреть это же будет приблизительно эдак, как только на «гифке» свыше

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Альтернативный кандидатурой галлактическому тросу и лифту является отвесная надувная башня, могущая вырастать на 20-200 км в высоту. Предложенная Брэнданом Квином и его сотрудниками конструкция будет построена на вершине скалы и прекрасно подойдет для атмосферных исследовательских работ, инсталляции теле- и радиокоммуникационного оборудования, запусков галлактических аппаратов и туризма. Сама башня будет сотворена на основе пары пневматических наружно управляемых выдвижных секций.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    «Выбор в пользу башни поможет избежать неурядиц, связанных с галлактическим лифтом. Идет речь об прочности материала для строительства, благоприятного для работы в критериях космоса, трудности изготовления кабеля длиной как только минимум 50 000 км и решении вопросцев, связанных с метеоритной опасностью на малорослой околоземной орбите», — рассказывают исследователи, предложившие проект башни.

    Для проверки собственной идеи они выстроили 7-метровую фотомодель башни с шестью модулями, любой из которых был сотворен на основе трех трубок, установленных вокруг цилиндрического отсека, наполненного воздухом.

    Что увлекательно, подобная разработка возможно применена при возведении «космического пирса», предложенного Джоном Сторрсом Холлом. Согласно заданному концепту, предлагается возвести сооружение высотой 100 км и длиной 300 км. При схожей схеме лифт будет двигаться прямиком к точке пуска. Сам же пуск полезной перегрузки на орбиту будет происходить с увеличением скорости всего в 10g.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    «Данный гибридный случай игнорирует недочеты предложенных вариаций с орбитальной башней (размеры пирса поменьше, как следует, его проще выстроить) и трудности, с которыми придется столкнуться при электрических пусках (герметичность и сопротивление воздуха на высоте 100 км в миллион раз все меньше, чем на уровне моря)», — разговаривает Холл.

    Катапультные системы

    Ежели все предложенные идеи для рядового читателя умеют появиться вконец уж научной фантастикой, то последующие – еще поближе к действительности, чем может появиться на первый взор. Очередной кандидатурой ракетным пускам являются катапультные системы, в каких галлактические аппараты будут запускаться в космос как только из пушки.

    Полностью явно, что в этом случае сам груз обязан будет рассчитан на влияние экстремальных сил. Но катапультные системы умеют предстать вправду действенным инвентарем отправки полезной перегрузки в космос, где его будут подхватывать находящиеся там галлактические корабли.

    Катапультные системы можно поделить на три главных типа: электромагнитные, хим и механические.

    Электромагнитные

    В этот тип входят рельсотроны, либо электрические катапульты, работающие по принципу электрических ускорителей. Во время пуска галлактический аппарат будет помещаться на специфические направляющие рельсы и порывисто ускоряться при помощи магнитного поля. Силы увеличения скорости причем будет хватать для тамошнего, дабы вывести аппарат за границы земной атмосферы.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Но индивидуальность конструкции схожих систем будет выполнять них максимально громоздкими и дорогими в возведении. За исключением тамошнего, этакие системы будут потреблять огромнейший размер электроэнергии. Невзирая на собственную мощность, электрическим катапультам все равно придется сталкиваться с энными дилеммами, связанными с гравитацией и плотной атмосферой Почвы. Ежели них и применять, то быстрее на планетках с наиболее малорослой гравитацией и разряженной атмосферой.

    Хим

    Тут предлагается запускать объекты в космос при помощи больших оружий, действующих на топливе газе вроде водорода. Но, как только и в случае хоть какой катапультной системы, отправляемому в космос грузу придется испытывать завышенные перегрузки при запуске. За исключением тамошнего, этакие системы нереально применять для отправки граждан в космос. Кроме сего, пришлось бы применять доборное оборудование, которое дозволило бы выводить груз, к примеру, малогабаритные спутники, на константную орбиту. В гадком случае запущенный объект, набрав наивысшую высоту, ординарно свалится назад на Планету земля.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Проект HARP (Проект многоэтажных исследовательских работ, High Altitude Research Project). Заданная пушка запустила снаряд-ракету «Martlet-2» на высоту 180 км. Рекорд удерживается до сего времени

    Логичным развитием проекта HARP предстал проект SHARP (Проект сверхвысоких исследовательских работ, Super High Altitude Research Project). В 90-х годах минувшего века исследователи из Lawrence Livermore Lab провели демонстрацию пуска снарядов со скоростью 3 км за секунду (ИСТИНА, и не в высоту, а уж на планете земля). Наконец ученые сделали вывод, что на возведение настоящего рабочего эталона подобного оружия будет нужно более 1 млрд баксов. Картинку сгущал к тому же тамошний факт, что запланированной скорости полета снаряда в 7 км за секунду ученым достигнуть и не удалось.

    Механические

    Кандидатурой электрическим и хим пушкам умеют служить механические. ИСТИНА пушками этакие системы именовать и не вконец корректно. Быстрее это же типичные рогатки. Примером может служить проект Slingatron предприятия HyperV Technologies Corp. Сама система воображает собой спиралевидную полую снутри структуру. Помещенный вовнутрь спирали объект получает увеличение скорости за счет вращательных движений всей структуры вокруг фиксированной точки.

    На теоретическом уровне «слингатрон» в силах придать нужное увеличение скорости. Но, как только указывают сами создатели, система и не подойдет для пуска граждан и большенных грузов на орбиту. Однако заданный метод мог бы употребляться для отправки в космос маленьких грузов, вроде припасов жидкости, горючего и архитектурного материала.

    Галлактическое безракетное будущее: каким оно может быть

    Полноразмерный общий вид слингатрона будет высмотреть приблизительно эдак

    Каким будет будущее на деле?

    Предусмотреть, каким будет ответ на этот вопросец, – позарез мудрено. Внезапные технологические открытия и сделанные ими спецэффекты умеют привести к тамошнему, что все рассматриваемые сейчас вариации безракетных галлактических запусков предстанут в один ряд эффективности. Ныне это же и не эдак, об чем можно убедиться хотя бы из сравнительной таблицы вот тут.

    Взять хотя бы потенциал технологии молекулярной компоновки в качестве примера. Как мы освоим эту сферу, нам все больше и не будет нужно запускать ничего в космос. Мы ординарно будем ловить содержащиеся в Солнечной системе астероиды и производить из их (а уж вернее нужных материалов, содержащихся в их) все что захотим прямо в космосе. Самое увлекательное, что прогресс в этом направлении виден уже сейчас. К примеру, космонавту NASA Барри Уилмору хоть как-то потребовался малогабаритный разводной ключ. Казалось бы, в чем неполадка – сходить в ближний магазин инструментов? Лишь вот наиблежайшего магазина инструментов тогда рядом с Уилмором и не существовало, потому что космонавт присутствовал на борту Интернациональной галлактической станции! NASA получилось из положения роскошно – выслало по электрической почте на МКС схему востребованного ключа и предложила Уилмору без помощи других его распечатать на имеющемся на борту 3D-принтере. Это же только один из примеров, показывающих, что в относительно скором времени нам вообщем и не будет нужно ничего запускать в космос. Все будет образовываться уже на месте.

    Что касается необходимых ресурсов, то это же тоже закончит быть неувязкой. Астероидный пояс полон нужного материала: его размер равен практически половине массы нашей Луны. Когда-нибудь мы придем к тамошнему, что целый рой «Филы»-подобных галлактических зондов ординарно будут высаживаться на следующем астероиде либо метеоре и осуществлять на их добычу нужных ископаемых. NASA намерено в 2020 году провести первую схожую цель. Планируется изловить маленький астероид, вывести его на размеренную лунную орбиту и уже там посадить на него космонавтов, кои сумеют исследовать галлактический булыжник и даже собрать достойные внимания эталоны его грунта.

    Доставка граждан в космос – это же иная неполадка, в особенности ежели учесть, что в дальнейшем планируется переход к массовой отправке граждан в космос. Некие из предложенных мыслях вроде галлактического лифта вправду умеют сработать. Однако исключительно в фолиант случае, ежели идет речь и не об покорении далекого космоса. Потому в этом вопросце нам придется гораздо длительное время полагаться на классические реактивные ракетные пуски. Свои идеи уже озвучиваются как только на муниципальном уровне, эдак и в личной сфере. Взять снова же такого же Элона Маска со собственным проектом колонизации Марса.

    Гораздо мы обязаны принять во внимание тамошний факт, что организм человека на деле и не рассчитан на максимально длительное пребывание в космосе. Потому перед началом того времени, пока что мы и не придем к действенным технологиям, позволяющим производить искусственную гравитацию, частичным решением данной трудности умеют предстать боты. Ботов можно выслыть в космос и удаленно заведовать с Почвы, используя дополненную либо виртуальную действительность.

    Боты имеют настоящий шанс предстать ключом к началу нашего освоения далекого космоса. Полностью может быть, в наиболее удаленном грядущем мы научимся оцифровывать собственный головной мозг и транслировать эту информацию в суперкомпьютеры на борту удаленных галлактических станций, где она будет загружаться в самые различные облики роботов-аватаров, при помощи которых мы будем прокладывать собственный путь к далеким галлактическим рубежам.