We zijn bekend met raketten, die gecontroleerde explosies die vracht en kwetsbare mensen naar de ruimte vervoeren. Maar zijn er een aantal niet-raketmanieren die we in de ruimte kunnen krijgen?
Wil je de ruimte in? Pak een raket. Niets anders dat ooit is uitgevonden, kan de enorme hoeveelheden energie op een gecontroleerde manier vrijmaken om je in een baan om de aarde te brengen.
Het komt allemaal neer op snelheid. Op dit moment sta je stil op de aarde. Als je omhoog springt, kom je weer terug waar je begon. Maar als je een zijwaartse snelheid had van 10 meter / seconde en je sprong omhoog, dan zou je een paar meter benedenwaarts landen ... pijnlijk. En als je 7800 meter per seconde zijwaarts zou bewegen - en je was een paar honderd kilometer hoger - zou je gewoon om de aarde draaien.
Om dat soort snelheid te krijgen, zijn raketten nodig. Deze magische wetenschappelijke donderbuizen zijn ongelooflijk duur, inefficiënt en voor eenmalig gebruik. Stel je voor dat je voor elke reis een nieuwe auto moet kopen. Een enkele kilo in een baan om de aarde brengen kost doorgaans ongeveer $ 10.000. Als je een reis naar de ruimte koopt, gaat er maar een paar honderd k naar het gas. Die miljoenen dollars gaan meestal naar de kosten van de raket die je op de stoep gooit als je er klaar mee bent.
SpaceX is een van de meest innovatieve raketbedrijven die er zijn. Ze zijn manieren aan het bedenken om zoveel mogelijk van de raket te hergebruiken, waardoor de vervelende lanceringskosten worden verlaagd, wat een routinereis naar de maan zou verpesten. Misschien kunnen raketten in de toekomst honderden of zelfs duizenden keren worden gebruikt, zoals uw auto, of commerciële vliegtuigen.
Is dat het beste wat we kunnen doen? Kunnen we de raketten niet gewoon helemaal weggooien? Om van de grond in een baan om de aarde te komen, moet je een snelheid van 7.800 meter per seconde behalen. Een raket geeft je die snelheid door constante acceleratie, maar zou je dat soort snelheid in één keer kunnen leveren?
Wat dacht je van een enorm pistool en gewoon dingen in een baan om de aarde schieten? U moet het voertuig onmiddellijk een enorme snelheid geven. Dit creëert duizenden keren de zwaartekracht op de passagiers. Iedereen aan boord verandert in een fijne rode coating die gelijkmatig door het interieur van de cabine wordt verdeeld. Je kunt hier maar een paar keer mee wegkomen voordat je cavia-passagiers wijs worden.
"Steward, er zit botchips in mijn champagne!"
Als u de lengte van de loop van het geweer over vele kilometers verlengt, kunt u de acceleratiekracht die mensen daadwerkelijk kunnen weerstaan, verminderen. Dit is het idee dat Startram voorstelde. Ze zijn op zoek naar een baan langs de zijkant van een berg en gebruiken elektromagnetisme om een slee omhoog te duwen tot de baansnelheid.
Dit klinkt misschien vergezocht, maar veel landen gebruiken maglev-technologie met treinen en snelheidsrecords over de hele wereld. De Japanners hebben onlangs een maglev-trein naar 603 kilometer per uur geduwd. Deze eerste versie van Startram zou $ 20 miljard kosten, en de enorme krachten zouden alleen werken voor elke lading die in een niet-levende staat wordt afgeleverd, ondanks hoe het begon.
Nog duurder is de versie met een 1500 kilometer lange baan, die de versnelling over een langere periode kan verspreiden en mensen in staat stelt de ruimte in te vliegen, veilig aankomend in hun oorspronkelijke "niet-plakkende" configuratie.
Er zijn een paar kleine technische hindernissen. Zoals een baan op 20 kilometer hoogte waar projectielen de loop en de ventilerende atmosfeer verlaten om de schokgolf te voorkomen die de hele constructie uit elkaar zou scheuren.
Als het kan werken, kunnen we de lanceringskosten verlagen tot $ 50 / kilogram. Dit betekent dat een reis naar het internationale ruimtestation ISS 5.000 dollar kan kosten.
Een ander idee is, zoals te verwachten, lasers. Ik weet dat het klinkt alsof ik dit verzin. Lasers kunnen elk toekomstig probleem oplossen. Ze kunnen lanceervoertuigen volgen en ontploffen met een speciale coating die bij verhitting in gas verdampt. Dit zou stuwkracht genereren als een raket, maar het voertuig zou een fractie van de massa traditionele brandstof moeten vervoeren.
Je hoeft niet eens de raket zelf te raken om stuwkracht te creëren. Een laser kan de lucht direct achter het lanceervoertuig oververhitten om een kleine schokgolf te creëren en stuwkracht te genereren. Deze technologie is gedemonstreerd met het Lightcraft-prototype.
Hoe zit het met ballonnen? Het is mogelijk om nu ballonnen te lanceren die zo hoog kunnen komen dat ze boven 90% van de atmosfeer van de aarde zijn. Dit vermindert aanzienlijk de hoeveelheid atmosferische weerstand die raketten nodig hebben om de reis naar de ruimte te voltooien.
De pionier op het gebied van ruimtekolonisatie Gerard K. O'Neill stelde zich een op een ballon gebaseerde ruimtehaven voor die aan de rand van de ruimte zweeft. Astronauten zouden vertrekken vanuit de ruimtehaven en hebben minder stuwkracht nodig om de baan te bereiken.
We hebben het ook gehad over het idee van een ruimtelift. Een kabel uitrekken van de aarde tot aan een geostationaire baan, en draag ladingen op die manier. Er zijn enorme hindernissen om zulke technologie te ontwikkelen. Er zijn misschien niet eens materialen die sterk genoeg zijn in het heelal om de krachten te ondersteunen.
Maar misschien is een complete ruimtelift niet nodig. Het zou mogelijk kunnen zijn om tetheren te gebruiken die roteren aan de rand van de ruimte, die het momentum naar het ruimtevaartuig overbrengen en ze stap voor stap naar een hogere snelheid en uiteindelijk in een baan om de aarde brengen. Deze tethers verliezen snelheid met elke assist, maar ze kunnen een ander voortstuwingssysteem hebben, zoals een ionaandrijving, om hun orbitale snelheid te herstellen.
Toekomstige methoden voor toegang tot de ruimte zullen een combinatie zijn van sommige of al deze ideeën samen met traditionele en herbruikbare raketten. Ballonnen en luchtlanceersystemen om de weerstand van de raket te verminderen, elektromagnetische versnelling om de benodigde hoeveelheid brandstof te verminderen, en lasers op de grond om kracht en extra stuwkracht en kerkbankgeluiden te leveren. Misschien met een reeks tetheren die ladingen in steeds hogere banen brengen.
Het is fijn om te weten dat ingenieurs werken aan nieuwe en betere manieren om toegang te krijgen tot de ruimte. Raketten hebben verkenning van de ruimte mogelijk gemaakt, maar er zijn een reeks technologieën die we kunnen gebruiken om de lanceringskosten te verlagen en geheel nieuwe vergezichten te openen op het gebied van ruimteverkenning en kolonisatie. Ik kan niet wachten om te zien wat er daarna gebeurt.
Over welke alternatieve methoden om naar de ruimte te gaan ben je het meest enthousiast? Laat ons uw mening weten in de onderstaande opmerkingen.
