一个艺术家的主意,太空电梯
自20世纪50年代人类开端将卫星送入轨迹以来,咱们依托强壮的大型火箭逃离地球的引力并进入太空。可是大型火箭有一个严重的缺点,由于它们使太空发射本钱昂扬。例如:依据美国宇航局督查长办公室(OIG)2017年的一份陈述,美国宇航局的太空发射体系重型火箭方案于2019年12月初次飞翔,每次发射估量耗资10亿美元。几十年来,有远见的人一向在寻觅进入太空的办法,而不是依托 - 至少不是首要 - 依托火箭的力气。
空对轨发射
一种这样的代替办法,即空对轨发射,好像行将成为实际。Stratolaunch是私家太空发射公司,由微软联合创始人保罗·艾伦于2011年兴办,它有一项雄心壮志的方案,飞翔世界上最大的飞机,翼展385英尺(117米),高度35,000英尺(10,668米) )。在那里,它将作为小型火箭动力车辆的高空发射渠道。一旦开释,这些车辆将不用战胜由低层大气厚度引起的阻力,就像地上发射的火箭相同,它们将能够进入轨迹而不用焚烧那么多的燃料。2018年8月,该公司宣告其阵型四种不同类型的运载火箭。一辆仍在规划研讨阶段的车辆,一个可重复运用的太空飞机,能够运送货品或人员。Stratolaunch方案在2020年开端供给定时效劳.Stratolaunch首席执行官让·弗洛伊德在一份媒体报道称,该公司的任务是“更便利,更经济,更惯例”地进入太空,而且最终将安排卫星发射。轻松预定航班航班。与此一起,另一个空中轨迹配备Virgin Orbit方案运用经过改善的波音747-400作为其LauncherOne火箭的渠道,该火箭将推动卫星进入轨迹。
高架发射管
其他几个乃至更具异国情调的概念依然存在于绘图板上。詹姆斯·R·鲍威尔(James R. Powell)是20世纪60年代中期的超导磁悬浮列车推动体系和工程搭档乔治·梅斯(George Maise)的一起发明人,他多年来一向主张将该技能用于发射航天器。
Startram项目替代了发射台将运用一个巨大的高架发射管。“想想真空地道中的磁悬浮(磁悬浮)列车,”鲍威尔经过电子邮件解说道。“没有空气阻力减慢车辆速度,而且不需求带着很多的机载推动剂(如火箭的状况),相对简单到达每小时18,000英里(每小时2,900公里)的轨迹速度或当车辆高空脱离地道时(例如,在高山的高峰),车辆行进速度太快,以至于它基本上滑行到轨迹高度,在那里运用小型火箭将轨迹盘绕咱们还规划了几种机制,以便在车辆脱离地道时坚持地道内的真空完好无缺,然后能够快速重复运用地道来发射下一辆车。鲍威尔于1992年开端考虑运用超导磁悬浮发射航天器,这是1992年NASA搭档的主张。开始,他和Maise开发了一个适用于载人太空发射的1000亿美元体系的概念,其间一个管子将悬浮在大规模超导电缆。(这是他们在2001年为该体系颁发的专利。)他们还规划了一个缩小的,仅限货品的管道体系,能够延伸62英里(100公里),并在斜坡上爬至少13,123英尺(4,000米)一座高山。他们估量,仅限货品的体系能够缔造200亿美元,低于开发美国宇航局新式重型发射火箭的本钱。
可是,一旦建成,Startram每年能够向太空运送10万吨(90,718公吨)货品,这是现在火箭发射的数倍,而且设备进入低地球轨迹的本钱约为每磅50美元(0.45公斤),鲍威尔说。依据彭博2018年的一篇文章,这将是太空货品现在每磅不计其数美元的一小部分。
“最大的技能应战是发射管的出口窗口,”鲍威尔解说说。“管子有必要坚持真空,所以当车辆在发射过程中脱离发射管时,咱们有必要避免空气从大气中涌入。” Startram将经过运用蒸汽喷射器来下降空气,以下降出口外的气压并选用磁流体动力学窗口,该窗口将运用强磁场接连地移走空气。
太空升降机
多年来一向存在的另一个主意是缔造太空电梯。这2000条 NASA的网站上介绍了怎么接近地球赤道巨大基铁塔将经过电缆连接到在地球同步轨迹上的卫星,海拔22236英里(35786公里)以上,这将作为一个平衡。四到六个电梯轨迹将向塔架和电缆结构延伸,前往各个层面的渠道。电磁动力车辆将在轨迹上升起,在大约五个小时内进入轨迹空间 - 一起沿途供给令人惊叹的风光。
这个概念能够追溯到1895年,其时俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)主张缔造一座“天体城堡”,它将与巴黎的埃菲尔铁塔类似。美国国家航空航天局的一位研讨人员撰写了2005年的论文,内容是关于需求开发哪些技能来构建它。
从那时起,太空电梯的追随者们持续吹捧这个概念,正如2015年IEEE Spectrum的文章具体介绍,他们组建了一个安排,即世界空间电梯联盟,该安排召开会议并发布技能陈述。但是,2016年我国研讨人员宣布了一篇论文,具体描述了他们的研讨结果,即空间电梯支持者寄予希望的资料,碳纳米管简单遭到可能明显下降其强度的缺点的影响,因而太空电梯的可行性遭到了冲击。。
多年来呈现的其他主意包含发送有效载荷绕螺旋钢轨旋转,然后将它们投入低地球轨迹,并运用飞艇作为发射渠道。