Ismerjük a rakétákat, azokat az irányított robbanásokat, amelyek rakományt és törékeny embereket szállítanak az űrbe. De van néhány nem rakéta út, amellyel eljuthatunk az űrbe?
Űrbe akarsz menni? Szerezz egy rakétát. Semmi más, amit valaha feltaláltak, nem képes ellenőrzött módon felszabadítani azt a hatalmas mennyiségű energiát, hogy pályára álljon.
Minden a sebességen múlik. Jelenleg egy helyben állsz a Földön. Ha felpattansz, rögtön visszajössz onnan, ahonnan elindultál. De ha az oldalirányú sebességed 10 méter/másodperc lenne, és felugrasz, néhány méterrel lejjebb szállnál… fájdalmasan. És ha 7800 méter/másodperc sebességgel mozogna oldalra – és pár száz kilométerrel feljebb lenne –, akkor csak a Föld körül keringene.
Ilyen sebesség eléréséhez rakétákra van szükség. Ezek a varázslatos tudományos mennydörgők hihetetlenül drágák, nem hatékonyak és egyszer használatosak. Képzelje el, ha minden ingázáshoz új autót kellene vásárolnia. Egyetlen kilogramm pályára állítása általában körülbelül 10 000 dollárba kerül. Ha veszel egy utazást az űrbe, csak pár száz ezer jut a gázra. Ez a több millió dollár többnyire a rakéta költségeibe megy el, amelyet a járdaszegélybe rúg, ha végzett vele.
A SpaceX az egyik leginnovatívabb rakétagyártó cég. Olyan módszereket találnak ki, amelyekkel a lehető legtöbb rakétát újra felhasználhatják, csökkentve a bosszantó kilövési költségeket, amelyek tönkreteszik azt, ami egyébként egy rutin Holdra való utazás lenne. Lehetséges, hogy a jövőben a rakétákat több száz vagy akár több ezer alkalommal is felhasználhatják, például az Ön autóját vagy kereskedelmi repülőgépeit.
Ez a legjobb, amit tehetünk? Nem hagyhatnánk el teljesen a rakétákat? Ahhoz, hogy a földről pályára kerüljön, 7800 méter másodpercenkénti sebességet kell elérnie. Egy rakéta állandó gyorsulással adja ezt a sebességet, de tudnál-e ilyen sebességet leadni egyetlen rúgással?
Mit szólnál egy hatalmas fegyverhez, és lődd le a dolgokat a pályára? Azonnal óriási sebességet kell adnia a járműnek. Ez a gravitációs erő több ezerszeresét kelti az utasokon. Bárki, aki a fedélzeten tartózkodik, finom vörös bevonattá válik, amely egyenletesen oszlik el a kabin belsejében. Ezt csak néhányszor tudod megúszni, mielőtt a tengerimalac utasok okosak lesznek.
– Steward, csontforgács van a pezsgőmben!
Ha több kilométerre meghosszabbítja a fegyver csövének hosszát, kisimíthatja azt a gyorsulási erőt, amelyet az ember ténylegesen el tud viselni. Ezt az ötletet javasolta a Startram. Egy hegy oldalában vágányt akarnak építeni, és elektromágneses hatást használni, hogy egy szánkót keringési sebességre toljanak.
Különböző technológiákat teszteltek egy űrhajó hosszú sínen történő letolására, több helyen is tesztelték, beleértve ezt a mágneses levitációs (MagLev) rendszert is, amelyet a NASA Marshall Űrrepülési Központjában értékeltek. A mérnököknek számos lehetőség közül választhatnak a tervezés előrehaladtával. Fotó: NASA
Ez távolról hangzik, de sok országban a maglev technológiát alkalmazzák a vonatoknál, és sebességrekordokat döntenek világszerte. A japánok a közelmúltban 603 kilométeres óránkénti sebességre toltak egy maglev vonatot. A Startram első verziója 20 milliárd dollárba kerülne, és a hatalmas erők csak minden élettelen állapotban szállított rakomány esetében működnének, annak ellenére, hogy az indult.
Még drágább az az 1500 kilométeres nyomtávú változat, amely hosszabb időre képes elosztani a gyorsulást, és lehetővé teszi, hogy az emberek az űrbe repüljenek, és az eredeti „nem paszta” konfigurációban érkezzenek meg biztonságosan.
Van néhány apró technikai akadály. Például egy 20 kilométeres magasságban lévő pálya, ahol a lövedékek kilépnek a torkolatból, és kiszellőztetik a légkört, hogy megakadályozzák a lökéshullámot, amely szétszakítaná az egész szerkezetet.
Ha sikerül működőképessé tenni, akkor az indítási költségeket akár 50 dollár/kilogrammra is csökkenthetjük. Ez azt jelenti, hogy egy utazás a Nemzetközi Űrállomásra 5000 dollárba kerülhet.
Egy másik ötlet nem meglepő módon a lézerek. Tudom, hogy úgy hangzik, mintha ezt én találtam ki. A lézerrel minden jövőbeli probléma megoldható. Követhették és felrobbantották a hordozórakétákat egy speciális bevonattal, amely melegítéskor gázzá párolog. Ez rakétához hasonlóan tolóerőt generálna, de a járműnek a hagyományos üzemanyag tömegének töredékét kellene szállítania.
Még magát a rakétát sem kell eltalálnia a tolóerő létrehozásához. A lézer túlhevítheti a levegőt közvetlenül a hordozórakéta mögött, hogy apró lökéshullámot hozzon létre, és tolóerőt generáljon. Ezt a technológiát a Lightcraft prototípusával demonstrálták.
A művész elképzelése a World View tervezett ballonos küldetéséről mintegy 19 mérfölddel (30 kilométerrel) feljebb. Köszönetnyilvánítás: World View Enterprises Inc.
Mi a helyzet a léggömbökkel? Most már olyan léggömböket is fel lehet indítani, amelyek olyan magasra juthatnak, hogy a Föld légkörének 90%-a felett vannak. Ez jelentősen csökkenti a légköri ellenállás mértékét, amelyre a rakétáknak szükségük lenne az űrbe való utazáshoz.
Az űrtelepítés úttörője, Gerard K. O'Neill egy léggömb alapú űrkikötőt képzelt el, amely az űr peremén lebeg. Az űrhajósok távoznának az űrkikötőből, és kevesebb tolóerőre van szükségük ahhoz, hogy pályára álljanak.
Beszéltünk az űrlift ötletéről is. Kábel kifeszítése a Földről a geostacionárius pályára, és így a hasznos terhek felhordása. Az ilyen technológia fejlesztésének óriási akadályai vannak. Lehetséges, hogy az Univerzumban nem is léteznek elég erős anyagok ahhoz, hogy támogassák az erőket.
De lehet, hogy nincs is szükség komplett űrliftre. Lehetséges lenne az űr peremén forgó hevederek alkalmazása, amelyek lendületet adnak át az űrhajóknak, lépésről lépésre emelve őket nagyobb sebességre, és végül pályára. Ezek a hevederek minden rásegítéssel veszítenek sebességükből, de más meghajtórendszerrel is rendelkezhetnek, például egy ionhajtással, hogy visszaállítsák keringési sebességüket.
Az űrbe jutás jövőbeli módszerei ezen ötletek némelyikének vagy mindegyikének a kombinációja lesz a hagyományos és újrafelhasználható rakétákkal. Léggömbök és légi indítórendszerek a rakéta ellenállásának csökkentésére, elektromágneses gyorsítás a szükséges tüzelőanyag mennyiségének csökkentésére, földi lézerek pedig teljesítmény és további toló- és padkazaj biztosítására. Talán egy sor kötéllel, amelyek hasznos terheket szállítanak egyre magasabb pályára.
Jó tudni, hogy a mérnökök új és jobb módszereken dolgoznak a térhez való hozzáférésre. A rakéták lehetővé tették az űrkutatást, de számos technológia létezik, amellyel csökkenthetjük a kilövési költségeket, és teljesen új távlatokat nyithatunk meg az űrkutatás és a gyarmatosítás előtt. Alig várom, hogy lássam, mi történik ezután.
Milyen alternatív űrutazási módszerek izgatnak a legjobban? Ossza meg velünk gondolatait az alábbi megjegyzésekben.
