Interested Article - Безракетный космический запуск

nelly
  • 2021-07-06
  • 2

Безракетный космический запуск ( англ. Non-rocket spacelaunch , NRS) — космический запуск, или способ выведения на орбиту, при котором некоторая или вся необходимая скорость и высота достигается без помощи традиционных ракет, запускаемых с земной поверхности. Предложено множество альтернатив ракетам. В некоторых системах, таких как (англ.) ( и воздушный старт , ракета участвует в достижении орбиты, но включается после достижения некой начальной высоты или скорости другим способом.

В стоимости космических проектов транспортировка на орбиту составляет значительную часть бюджета; если её удастся сделать более эффективной, общая стоимость космического полёта сильно уменьшится. На текущий день стоимость запуска килограмма полезной массы с Земли на низкую опорную орбиту западными ракетами лежит в пределах от 10 до 25 тыс. $ , но некоторые страны субсидируют запуски на суммы около 4000 $. Для Ангары-А5 цена запуска 1 кг груза на НОО составляет 2400 $ .

Поскольку теоретически возможная минимальная стоимость энергии меньше на порядок, возможно значительное снижение стоимости. Для обживания космического пространства , то есть исследования и колонизации космоса, требуются намного более дешёвые методы запуска, а также способ предотвращения серьёзного вреда атмосфере со стороны тысяч, а возможно и миллионов запусков. Другой выгодой может быть возросшая безопасность и надёжность запусков, которая, в дополнение к меньшей стоимости, поможет удалять радиоактивные отходы в космос. Поскольку необходимо преодолеть гравитационный барьер Земли, транспортные средства должны использовать неракетные методы создания движущей силы, например, ионный двигатель , которые имеют большую эффективность движущего вещества ( удельный импульс ) и больший потенциальный максимум скорости, чем обычные ракеты, но сами не могут быть запущены в космос.

Сравнение безракетных методов запуска

Начальные условия эксплуатации для новых систем
Метод Год публикации Оценочная стоимость постройки, млрд. $ Полезная нагрузка, кг Оценочная стоимость вывода на НОО , $/кг Ёмкость, тонн в год Уровень готовности технологии
Обычная ракета 118 000 ~ 200 9
Космический лифт 2004 6,2—40 ≥ 18 000 220—400 2000 &0000000000000003.000000 2—4
Hypersonic Orbital Skyhook 1993 &0000000000000001.000000 <1 1500 30 2
1977 2
HASTOL , 2000 15 000 2
Космический фонтан ≥ 2
Космический мост 1980 15 2*10 11 &-1000000000000000.050000 <0.05 4*10 10 2
Пусковая петля (малая) 1985 10 5000 300 40 000 &0000000000000002.000000 ≥2
Пусковая петля (большая) 1985 30 5000 3 6 000 000 ≥ 2
KITE Launcher 2005 2
Космический трамвай 20 35 000 43 150 000 2—4
Электромагнитная катапульта 4
(англ.) ( 2004 &0000000000000500.000000 <500 6
Космическая пушка 1865 0.5 450 500 6
Слингатрон 100 2
Орбитальный самолёт 1992 10—15 12 000 3000 7
Лазерный двигатель &0000000000000004.000000 ≤4

Статические структуры

В данном контексте под термином «статические» понимается, что конструктивная часть системы не имеет движущихся частей. Структура как целое, часто находящаяся на орбите, движется на высоких скоростях, но части системы не двигаются относительно других прилежащих частей.

Компрессионные структуры

Компрессионные структуры для безракетного космического запуска — это предложения по использованию длинных и очень крепких структур, подобных антенным мачтам на растяжках или искусственных гор, по которым может быть поднят груз.

Космическая башня

Космическая башня — строение, которое бы достигло внешнего космоса. Чтобы избежать необходимости в транспортном средстве, запускаемом с первой космической скоростью, башня должна возвышаться над границей космоса (выше отметки 100 км — Линия Кармана ), но и башня гораздо меньшей высоты могла бы снизить лобовое сопротивление в атмосфере при подъёме. Спутники могут временно вращаться по эллиптическим орбитам, опускающимся до 135 км и ниже, но искажение орбиты, вызывающее вход в плотные слои атмосферы, будет очень быстрым, если только высота позже не будет срочно восстановлена до сотен километров. Если башня, расположенная на экваторе, будет простираться до геосинхронной орбиты на высоте примерно 36 000 км, объекты, выпущенные на такой высоте, могут затем улететь с минимальными затратами энергии и будут находиться на круговой орбите. Однако, башню такой экстремальной высоты невозможно сделать из материалов, существующих в данный момент на Земле. Кроме того, все более низколетящие спутники рано или поздно столкнутся с такой башней (так как плоскость орбиты любого спутника обязательно проходит через центр Земли и следовательно пересекает плоскость экватора) . Набросок структуры, достигающей геосинхронной орбиты, впервые был предложен Константином Циолковским , который предложил компрессионную структуру, или «Башню Циолковского».

Примечания

  1. ↑ «SpaceCast 2020» Report to the Chief of Staff of the Air Force, 22 Jun 94.
  2. . Дата обращения: 28 марта 2020. 24 декабря 2014 года.
  3. Oleson, S. R., & Sankovic, J. M. . Дата обращения: 21 ноября 2007. 22 января 2004 года.
  4. Ссылки в этом столбце применимы ко всей строке, если не заменены явно.
  5. ↑ Все денежные значения приведены в долларах, не подверженных инфляции, на основе даты публикации, если не указано иное.
  6. 1 — базовые принципы; 2 — примерная концепция; 3 — теоретическое доказательство; 4 — лабораторные тесты; 5 — практические испытания подсистем; 6 — демонстрационный прототип; 7 — действующий прототип; 8 — успешные испытания; 9 — успешная эксплуатация.
  7. «The Hypersonic Skyhook», Analog Science Fiction/Science Fact, Vol. 113, No. 11, September 1993, pp. 60—70.
  8. Оценки CY2008 из описания образцовой (reference) системы 1993 года.
  9. Требует первой ступени до ~5 км/с.
  10. Будет очень быстро возрастать за счёт .
  11. «A Non-Synchronous Orbital Skyhook», Hans P. Moravec, Journal of the Astronautical Sciences, Vol. 25 , Oct—Dec 1977
  12. Paper, AIAA 00-3615 «Design and Simulation of Tether Facilities for HASTOL Architecture» R. Hoyt, 17-19 Jul 00.
  13. Paper, NIAC 3rd Ann. Mtg, NIAC Subcontract No. 07600-040, «Hypersonic Airplane Space Tether Orbital Launch — HASTOL», John E. Grant, 6 Jun 01.
  14. Требует первой ступени DF-9, предложенной компанией Boeing со скоростью до ~4 км/с.
  15. от 28 февраля 2001 на Wayback Machine Note: in 1980s money
  16. ↑ . Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из 29 мая 2008 года.
  17. Johansen, US Patent #6913224, Method and system for accelerating an object , 5 Jul 05
  18. . Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из 27 июля 2017 года.
  19. от 27 июля 2017 на Wayback Machine .
  20. . Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из 6 апреля 2009 года.
  21. 12 февраля 2010 года.
  22. Роман Жюля Верна «Из пушки на Луну». в книге 1728 года «A Treatise of the System of the World» было подразумеваемым мысленным экспериментом — от 25 апреля 2009 на Wayback Machine
  23. . Дата обращения: 30 июня 2011. 26 сентября 2017 года.
  24. Kenneth Gatland. The Illustrated Encyclopedia of Space Technology .
  25. Маковецкий П. В. . — М. : «Наука», 1976. 18 января 2015 года.
  26. Hirschfeld, Bob . TechTV . G4 Media, Inc. (31 января 2002). — «The concept was first described in 1895 by Russian author K.E. Tsiolkovsky in his "Speculations about Earth and Sky and on Vesta."». Дата обращения: 13 сентября 2007. 8 июня 2005 года.
Источник —

nelly
  • 2021-07-06
  • 2
  • Tags:

Same as Безракетный космический запуск

The title for the last searches