Orbitální výtah a skyhook: 4 z nejbláznivějších plánů na dobytí vesmíru
Různé / / April 05, 2023
Jak vyhodit náklad na oběžnou dráhu obřím polyetylenovým prakem a přežít v atmosféře Jupiteru.
1. orbitální výtah
Rakety jsou samozřejmě velmi cool a krásné. Není divu, že fanoušci SpaceX sledují každý jejich start živě. Chemické motory ale mají problém – jsou drahé a neefektivní.
Pošlete na nízkou referenční oběžnou dráhu – minimální výšku, ve které může objekt vysekat kruhy kolem planety – kilogram nákladu i na jedné z nejlevnějších raket současnosti Falcon 9 náklady 2 719 dolarů To už je moc, nemyslíš?
Proto se nejlepší mozky lidstva po mnoho desetiletí potýkají s otázkou, jak se těchto kouřící monstra stoupající na petrolejovou trakci a přejít na něco ekonomičtějšího a futuristický. Jednou z těchto možností je vesmírný výtah.
Stavba geostacionární stanice obíhat, který bude viset nad stejným bodem planety. Spouštíme z něj těžký kabel, natahující se pod vlivem odstředivé síly. A převážíme na něm zboží nahoru a dolů na elektrickém výtahu.
Pravda, není známo, zda jsou materiály v přírodě dostatečně pevné, aby z nich bylo možné vyrobit zvedací lano dlouhé 35 785 km.
Teoreticky by mohl být kabel pro vesmírný výtah utkán z grafenových nanotrubiček. Ale zatím nikdo nepodařilo vyrobit uhlíkové lano delší než 1 metr. Přesto je orbitální výtah možná jedním z nejvíce realistický vesmírné megaprojekty uvedené zde.
2. Vesmírný elektromagnetický katapult
Ještě působivější nápad, navržený tak, aby usnadnil vypouštění objektů na oběžnou dráhu. Stavíme dlouhé potrubí na rovníku s vakuem uvnitř, abychom snížili tření na minimum. Kosmickou loď v něm urychlujeme pomocí elektromagnetické síly – podle principu railgun.
A řítí se po potrubí, dokud nenabere kosmickou rychlost, a pak vyskočí a setrvačností vyletí do vesmíru. A tam stabilizuje oběžnou dráhu pomocí malého vestavěného korekčního motoru.
Pravda, i zde realita nasazuje inženýrům paprsky do kol. Opravdu efektivní bude jen velmi dlouhý tubus: k dosažení nízké referenční oběžné dráhy potřebujete dráhu o délce minimálně 500 km, nejlépe více. Jak, kde a z čeho to postavit, problém je stále stejný.
Navíc k napájení takového elektrického urychlovače budete potřebovat divoké množství energie - budete muset vedle něj postavit jadernou elektrárnu, nebo dokonce několik.
A konečně, takové konstrukce je více přizpůsobený na dodání zboží, nikoliv lidí. Protože pokud vystřelíte projektil s pasažéry uvnitř z 500kilometrového railgunu, dostane se obsah lodi do vesmíru v podobě tekuté kaše.
Taková prudká změna stavu agregace nepříznivě ovlivní zdraví astronautů.
Chcete-li poslat lidi do vesmíru, potřebujete elektromagnetický katapult delší - minimálně 1000 km. Konstrukce je obecně netriviální.
Ale navzdory obtížím má takový katapult spoustu výhod. Jednak se s jeho pomocí můžete zbavit jaderného odpadu – stačí je vyhodit do vesmíru, aby odletěli někam daleko a nevrátili se. Takže v 80. letech NASA plánované dělat.
Za druhé, zbraň nelze použít na Zemi, ale na Měsíci - neexistuje žádná atmosféra, není žádné tření. Na satelitu můžete těžit cenné nerosty a bombardovat jimi naši planetu v řídce obydlených oblastech a pak je jen odvážet nákladními auty.
Nakonec lze dělo použít jako zbraň! Házení neřízených ocelových polotovarů na nepřítele rychlostí asi 8 km/s je velmi futuristické a drsné.
3. Kolonie aeronautů
Chtěli byste kolonizovat řekněme Venuši nebo Jupiter? Mars už je nudný pro všechny a tato planeta je obecně nudná: jen písek a trochu ledu. Venuše je mnohem zajímavější: tam na povrchu teplota pod +465 °C a deště kyseliny sírové. Je co vidět, dokud neroztajete.
A Jupiter nemá vůbec žádný povrch – pod mraky atmosféry plynného obra úkryt oceán kovového vodíku o teplotě 6 000 až 20 700 °C.
Ale nebojte, NASA se o vše postarala. Pro kolonizaci na povrchu Venuše a ve spodních vrstvách Jupiteru nemusíte nikoho házet - stačí se usadit někde v atmosféře a žít v míru.
Projekt HAVOC znamená konstrukce obrovské vzducholodě létající v obyčejném vzduchu na Venuši. Ano, kyslík a dusík, které tam dýcháme, díky větší hustotě atmosféry budou tady na Zemi fungovat jako vodík nebo helium a zvednou balón nahoru. A dostávat Zařízení lze napájet solárními panely.
Tímto způsobem můžete ubytovat ve výšce cca 55 km - je tu 27°C a příjemný větřík. Pravda, bez kyslíkové masky se nemůžete dívat z kokpitu vzducholodě, protože lidé nemohou dýchat oxid uhličitý.
Podobný design může být poslat a k Jupiteru. Jen teď nepůjde pumpovat helium nebo vodík do balónu, protože se z nich ten obr skládá.
Existuje ale i jiný způsob: vzít plyn z atmosféry Jupiteru a zahřát ho, řekněme, jaderným reaktorem. Horký vodík v balónu bude lehčí než studený vodík v horních vrstvách atmosféry a bude možné bezpečně létat a obdivovat mraky a namodralou oblohu. Ano, je to vysoko vůle stejné jako na Zemi. Ano, a s krásnými cirrovými oblaky čpavku.
Je pravda, že není jasné, co dělat s radiací plynného obra - je nepravděpodobné, že bude možné vzducholoď obalit olovem. A lidi se strachem z výšek je lepší do této kolonie nebrat: dokážete si představit, jaké to je spěchat přes obrovskou planetu a podvědomě neustále očekávat pád?
4. satelitní závěs
Přibližně takové pohyby popíše družice s poutem, obíhající kolem Země. Video: Kurzgesagt – V kostce / YouTube
Projekt Boeingu a NASA Institute for Advanced Studies nazvaný Orbital Skyhook neboli „Sky Hook“ zahrnuje poměrně kuriózní metodu vyhazování nákladu na oběžnou dráhu. Pravda, trochu riskantní.
Výstup satelit, který se točí kolem planety a kolem své osy. Připevníme k němu dvě dostatečně dlouhá lana – každé řekněme 600 kilometrů, aby se roztočila a vzájemně se vyvážila. A dostaneme něco jako obrovské ruské kolo, jen se dvěma paprsky.
Když potřebujeme něco vzít do vesmíru, počkáme, až nad námi přeletí satelit a zavěsíme lano do atmosféry. Ve výšce asi 100 kilometrů přivedeme na hypersonické letadlo na špičku kabelu náklad a ten je vytažen na oběžnou dráhu.
Vysoká pevnost lana, jako je vesmírný výtah, není vyžadována, takže Boeing zvážit je možné se obejít bez grafenu – stávající odolné polyethyleny a žáruvzdorný zylon postačí.
Nápad to není špatný, ale je tu pár nuancí. Za prvé, protizávaží satelit, aby zůstal na oběžné dráze, musí být nejméně 90krát větší než užitečné zatížení. Čili k odstranění 14 tun hmoty bude nutné nejprve sestavit na oběžné dráze kolos o hmotnosti 1300 tun. Hmotnost stejné ISS je asi 440.
Zadruhé, aby se stanice rovnoměrně otáčela, nespadla na Zemi nebo neodletěla někam na špatné místo, je nutné stejnou hmotu de-orbitovat, jako ji zvednout. To znamená, že jste hodili náklad 14 tun – chcete-li, vykopejte stejných 14 tun minerálů z asteroidů a spusťte je na kompenzovat nadměrné otáčení.
Přečtěte si také🧐
- Víte, co se stane, když se Měsíc promění v černou díru?
- Víte, proč jsou kosmické lodě zabaleny do zlaté fólie?
- 5 z nejpodivnějších vědeckých experimentů, které byly provedeny v SSSR
Nejlepší nabídky týdne: slevy z AliExpress, Erborian, Yandex Market a dalších obchodů