Vi er kjent med raketter, de kontrollerte eksplosjonene som fører last og skjøre mennesker til verdensrommet. Men er det noen ikke-rakett måter vi kan komme til verdensrommet?
Vil du gå plass? Skaff deg en rakett. Ingenting annet som noen gang er oppfunnet kan frigjøre de enorme mengdene energi på en kontrollert måte for å få deg til bane.
Det hele kommer ned til hastighet. Akkurat nå står du stille på jorden. Hvis du hopper opp, kommer du tilbake der du startet. Men hvis du hadde en sidehastighet på 10 meter / sekund, og du hoppet opp, ville du lande ned noen meter ... smertelig. Og hvis du beveget deg 7 800 meter per sekund sidelengs - og du var noen hundre kilometer opp - ville du bare kretset rundt Jorden.
Å oppnå den slags hastighet tar raketter. Disse magiske vitenskapelige tordentongene er utrolig dyre, ineffektive og engangsbruk. Se for deg om du måtte kjøpe en ny bil for hver pendling. Bare å sprenge en kilo til bane koster vanligvis rundt 10 000 dollar. Når du kjøper en tur til verdensrommet, går det bare noen hundre k til bensinen. Disse millionbeløpene koster stort sett kostnaden for raketten du kommer til å sparke til fortauskanten når du er ferdig med den.
SpaceX er et av de mest innovative rakettselskapene der ute. De ser på måter å gjenbruke så mye av raketten som de kan, og sår de irriterende utskytningskostnadene, noe som ødelegger det som ellers skal være en rutinemessig tur til månen. Kanskje i fremtiden kan raketter brukes hundrevis eller tusenvis av ganger, som bilen din eller kommersielle flyselskaper.
Er det det beste vi kunne gjort? Kan vi ikke bare grøffe rakettene helt? For å komme deg fra bakken til bane, må du øke hastigheten på 7 800 meter per sekund. En rakett gir deg den hastigheten gjennom konstant akselerasjon, men kan du levere den typen hastighet med et enkelt spark?
Hva med en enorm pistol og bare skyte ting i bane? Du må umiddelbart gi kjøretøyen en enorm hastighet. Dette skaper tusenvis av ganger tyngdekraften på passasjerene. Alle om bord blir gjort om til et fint rødt belegg fordelt jevnt over hele kabininteriøret. Du kan bare slippe unna med dette noen ganger før marsvinpassasjerene dine blir kloke.
"Steward, det er beinflis i champagnen min!"
Hvis du utvider lengden på pistolens tønde over mange kilometer, kan du glatte ut akselerasjonskraften som mennesker faktisk tåler. Dette er ideen Startram foreslo. De ønsker å bygge et spor opp på siden av et fjell, og bruke elektromagnetisme for å skyve en slede opp til banehastigheten.
Dette høres muligens langt inne, men mange land bruker maglev-teknologi med tog og bryter hastighetsrekorder over hele verden. Japanerne presset nylig et maglevog til 603 kilometer i timen. Denne første versjonen av Startram ville koste 20 milliarder dollar, og de enorme kreftene ville bare jobbe for all last som ble levert i en ikke-levende stat, til tross for hvordan den startet.
Enda dyrere er versjonen med en 1500 kilometer lang bane, i stand til å spre akselerasjonen over en lengre periode og tillate mennesker å fly ut i verdensrommet, og ankom trygt i sin originale "ikke-lim" -konfigurasjon.
Det er et par små tekniske hindringer. For eksempel et spor 20 kilometer i høyden der prosjektiler går ut av snuten og utluftningsatmosfæren for å forhindre sjokkbølgen som ville rive hele strukturen fra hverandre.
Hvis det lar seg gjøre å fungere, kan vi redusere lanseringskostnader ned til $ 50 / kilo. Å bety en tur til den internasjonale romstasjonen kan koste 5000 dollar.
En annen idé ville være, overraskende, lasere. Jeg vet at det høres ut som jeg gjør opp dette. Lasere kan fikse alle fremtidige problemer. De kan spore og sprenge utskytningsbiler med et spesielt belegg som fordamper til gass når det blir oppvarmet. Dette ville generere skyvekraft som en rakett, men kjøretøyet må bære en brøkdel av massen av tradisjonelt drivstoff.
Du trenger ikke en gang å treffe selve raketten for å skape skyvekraft. En laser kan overopphete luften rett bak skytekjøretøyet for å skape en bitteliten sjokkbølge og generere skyvekraft. Denne teknologien er demonstrert med prototypen Lightcraft.
Hva med ballonger? Det er mulig å lansere ballonger nå som kan komme til så stor høyde at de er over 90% av jordens atmosfære. Dette reduserer mengden av atmosfærisk drag som raketter trenger for å fullføre reisen til verdensrommet.
Romerkoloniseringspioneren Gerard K. O’Neill så for seg en ballongbasert romport som flyter i utkanten av rommet. Astronauter ville forlate romhavnen, og krever mindre kraft for å nå bane.
Vi har også snakket om ideen om en romheis. Strekker en kabel fra jorden opp til geostasjonær bane, og fører nyttelast opp på den måten. Det er enorme hindringer for å utvikle teknologi som det. Det er kanskje ikke engang materialer som er sterke nok i universet til å støtte kreftene.
Men en komplett romheis er kanskje ikke nødvendig. Det kan være mulig å bruke tethere som roterer i kanten av rommet, som overfører fart til romfartøy, løfter dem steg for steg til en høyere hastighet og til slutt går i bane. Disse tetrene mister hastigheten med hver assist, men de kan ha et annet fremdriftssystem, som en ionedrift, for å gjenopprette banehastigheten.
Fremtidige metoder for tilgang til rommet vil være en kombinasjon av noen eller alle disse ideene sammen med tradisjonelle og gjenbrukbare raketter. Ballonger og luftutskytningssystemer for å redusere rakettens dra, elektromagnetisk akselerasjon for å redusere mengden drivstoff som trengs, og bakkebaserte lasere for å gi kraft og ekstra skyve- og pew-støy. Kanskje med en serie tethers som fører nyttelast inn i høyere og høyere baner.
Det er hyggelig å vite at ingeniører jobber med nye og bedre måter å få tilgang til plass på. Raketter har gjort romutforskning mulig, men det er en rekke teknologier vi kan bruke for å få ned utskytningskostnadene og åpne for helt nye utsikter til romutforskning og kolonisering. Jeg kan ikke vente med å se hva som skjer videre.
Hvilke alternative metoder for å komme til verdensrommet er du mest spent på? Gi oss beskjed om tankene dine i kommentarfeltet nedenfor.
