Chúng tôi quen thuộc với tên lửa, những vụ nổ có kiểm soát mang hàng hóa và con người mỏng manh lên vũ trụ. Nhưng có một số cách phi tên lửa chúng ta có thể lên vũ trụ?
Bạn muốn đi không gian? Lấy một tên lửa. Không có gì khác được phát minh có thể giải phóng lượng năng lượng khổng lồ theo cách có kiểm soát để đưa bạn lên quỹ đạo.
Tất cả đều đến với vận tốc. Ngay bây giờ, bạn đã đứng yên trên Trái đất. Nếu bạn nhảy lên, bạn sẽ quay lại ngay nơi bạn bắt đầu. Nhưng nếu bạn có vận tốc đi ngang là 10 mét / giây và bạn nhảy lên, bạn sẽ hạ cánh xuống một cách đau đớn vài mét. Và nếu bạn di chuyển 7.800 mét mỗi giây sang một bên - và bạn đã đi được vài trăm km - bạn sẽ quay quanh Trái đất.
Đạt được loại vận tốc đó cần tên lửa. Những thundertubes khoa học ma thuật là vô cùng đắt tiền, không hiệu quả và sử dụng một lần. Hãy tưởng tượng nếu bạn phải mua một chiếc xe mới cho mỗi lần đi lại. Chỉ cần nổ một kilôgam lên quỹ đạo thường có giá khoảng 10.000 đô la. Khi bạn mua một chuyến đi vào vũ trụ, chỉ vài trăm k đi xăng. Hàng triệu đô la đó chủ yếu đi vào chi phí của tên lửa mà bạn sẽ đá vào lề đường một khi bạn đã thực hiện với nó.
SpaceX là một trong những công ty tên lửa sáng tạo nhất hiện có. Họ đã tìm ra cách để tái sử dụng càng nhiều tên lửa càng tốt, cắt giảm những chi phí phóng đáng tiếc đó, làm hỏng những gì đáng lẽ phải là một chuyến đi thường lệ lên Mặt trăng. Có thể trong tương lai, tên lửa có thể được sử dụng hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn lần, như xe hơi của bạn, hoặc máy bay thương mại.
Đó có phải là điều tốt nhất chúng ta có thể làm? Chúng ta có thể bỏ tên lửa hoàn toàn không? Để đi từ mặt đất lên quỹ đạo, bạn cần đạt được 7.800 mét mỗi giây vận tốc. Một tên lửa cung cấp cho bạn vận tốc đó thông qua gia tốc liên tục, nhưng bạn có thể cung cấp loại vận tốc đó trong một cú đá không?
Làm thế nào về một khẩu súng lớn và chỉ bắn mọi thứ vào quỹ đạo? Bạn cần ngay lập tức truyền đạt vận tốc lớn cho chiếc xe. Điều này tạo ra lực hấp dẫn gấp hàng nghìn lần hành khách. Bất cứ ai trên tàu đều được biến thành một lớp phủ màu đỏ mịn được phân bổ đều khắp nội thất cabin. Bạn chỉ có thể thoát khỏi điều này một vài lần trước khi hành khách chuột lang của bạn trở nên khôn ngoan.
Stew Steward, có vụn xương sườn trong rượu sâm banh của tôi!
Nếu bạn kéo dài chiều dài nòng súng qua nhiều km, bạn có thể giảm bớt lực tăng tốc mà con người thực sự có thể chịu được. Đây là ý tưởng Startram đề xuất. Họ đang tìm cách xây dựng một đường ray lên sườn núi và sử dụng lực điện từ để đẩy một chiếc xe trượt lên vận tốc quỹ đạo.
Điều này nghe có vẻ xa vời, nhưng nhiều quốc gia đang sử dụng công nghệ maglev với tàu hỏa và phá kỷ lục tốc độ trên toàn thế giới. Người Nhật gần đây đã đẩy một chuyến tàu maglev lên 603 km mỗi giờ. Phiên bản Startram đầu tiên này sẽ có giá 20 tỷ USD và các lực lượng cực lớn sẽ chỉ hoạt động đối với bất kỳ hàng hóa nào được giao trong trạng thái không có sự sống, mặc dù nó đã bắt đầu như thế nào.
Thậm chí đắt hơn là phiên bản có đường đua dài 1500 km, có khả năng lan truyền gia tốc trong thời gian dài hơn và cho phép con người bay vào vũ trụ, đến nơi an toàn trong cấu hình ban đầu không dán dán của họ.
Có một vài trở ngại kỹ thuật tuổi teen. Chẳng hạn như một đường ray ở độ cao 20 km nơi các viên đạn thoát ra khỏi mõm và khí quyển để ngăn sóng xung kích làm rách toàn bộ cấu trúc.
Nếu nó có thể được thực hiện để hoạt động, chúng tôi có thể giảm chi phí khởi động xuống $ 50 / kg. Có nghĩa là một chuyến đi đến Trạm vũ trụ quốc tế có thể tốn 5.000 đô la.
Một ý tưởng khác sẽ là, không ngạc nhiên, laser. Tôi biết có vẻ như tôi đã làm điều này. Laser có thể khắc phục mọi vấn đề trong tương lai. Họ có thể theo dõi và nổ tung các phương tiện phóng với lớp phủ đặc biệt bốc hơi thành khí khi nó nung nóng. Điều này sẽ tạo ra lực đẩy như tên lửa, nhưng chiếc xe sẽ phải mang một phần khối lượng nhiên liệu truyền thống.
Bạn không cần phải tự bắn tên lửa để tạo lực đẩy. Một tia laser có thể làm nóng không khí ngay phía sau xe phóng để tạo ra sóng xung kích nhỏ và tạo lực đẩy. Công nghệ này đã được chứng minh với nguyên mẫu Lightcraft.
Còn bóng bay thì sao? Nó có thể phóng những quả bóng bay bây giờ có thể đạt được độ cao lớn đến mức chúng có thể chiếm tới 90% bầu khí quyển Trái đất. Điều này làm giảm đáng kể lượng lực cản trong khí quyển mà tên lửa sẽ cần để hoàn thành hành trình lên vũ trụ.
Nhà tiên phong thuộc địa không gian Gerard K. O hèNeill đã hình dung ra một sân bay vũ trụ dựa trên khinh khí cầu trôi nổi ở rìa không gian. Các phi hành gia sẽ khởi hành từ sân bay vũ trụ, và cần ít lực đẩy hơn để đạt được quỹ đạo.
Chúng tôi cũng đã nói về ý tưởng của một thang máy không gian. Kéo dài một dây cáp từ Trái đất lên quỹ đạo địa tĩnh và mang tải trọng theo cách đó. Có những rào cản rất lớn để phát triển công nghệ như thế. Thậm chí có thể không có vật liệu đủ mạnh trong Vũ trụ để hỗ trợ các lực lượng.
Nhưng một thang máy không gian hoàn chỉnh có thể không cần thiết. Có thể sử dụng các tethers quay ở rìa vũ trụ, truyền động lượng cho tàu vũ trụ, nâng chúng từng bước lên một vận tốc cao hơn và cuối cùng lên quỹ đạo. Những tethers này mất vận tốc với mỗi hỗ trợ, nhưng chúng có thể có một số hệ thống đẩy khác, như ổ ion, để khôi phục vận tốc quỹ đạo của chúng.
Các phương pháp tiếp cận không gian trong tương lai sẽ là sự kết hợp của một số hoặc tất cả những ý tưởng này cùng với tên lửa truyền thống và có thể tái sử dụng. Bong bóng và hệ thống phóng không khí để giảm lực kéo tên lửa, tăng tốc điện từ để giảm lượng nhiên liệu cần thiết, và laser trên mặt đất để cung cấp năng lượng và thêm lực đẩy và tiếng ồn. Có lẽ với một loạt các tethers mang tải trọng lên quỹ đạo ngày càng cao hơn.
Thật tốt khi biết rằng các kỹ sư đang nghiên cứu những cách mới và tốt hơn để truy cập vào không gian. Tên lửa đã làm cho việc thám hiểm không gian trở nên khả thi, nhưng có một loạt các công nghệ mà chúng ta có thể sử dụng để giảm chi phí phóng và mở ra toàn bộ các hoạt động thăm dò và khai thác không gian mới. Tôi có thể chờ đợi để xem những gì xảy ra tiếp theo.
Những phương pháp thay thế nào để lên vũ trụ mà bạn hào hứng nhất? Cho chúng tôi biết suy nghĩ của bạn trong các ý kiến dưới đây.
