Как попасть в космос без ракеты? [Fraser Cain]
[музыка] Хочешь в космос? Найди ракету. Ничто другое не способно осуществить достаточно неконтролируемый выброс энергии, чтобы вывести вас на орбиту. Все дело в скорости. Прямо сейчас вы просто стоите на земле. Прыгнув, вы приземлитесь ровно на том же месте. Но если бы вы двигались со скоростью 10 метров в секунду и подпрыгнули, вы бы приземлились в нескольких метрах.
Двигаясь со скоростью 7800 метров в секунду на высоте сотни километров, вы обретёте орбиту Земли. Чтобы достичь такую скорость, необходимы ракеты. Эти загадочные, грохочущие трубы невероятно дорогие, малоэффективные и одноразовые. Это как покупать новый автомобиль для каждой поездки. Запуск одного килограмма на орбиту стоит около 10000 долларов.
Из всей стоимости полета в космос лишь несколько сотен тысяч идут на топливо, миллионы долларов уходят на ракету, которую выбросят как только она отработает свое. Spacex — одна из самых передовых компаний в этой области. Они придумали, как использовать ракеты повторно, значительно снизив расходы на запуск. Благодаря этому полет на Луну стал доступнее. Возможно, в будущем ракеты можно будет использовать сотни или даже тысячи раз, как автомобиль или самолет.
И это все, что мы можем быть с то. Можно вообще обойтись без ракеты. Для выхода на орбиту необходимо набрать скорость 7900 метров в секунду. Ракеты разгоняют до этой скорости с постоянным ускорением. Но возможно ли достичь её мгновенно? Как насчет запуска предметов на орбиту из огромной пушки? Для этого им необходимо мгновенно придать значительное ускорение — сила в тысячи раз больше силы гравитации.
Же будет действовать на пассажиров. Все члены экипажа покроют кабину четным красным равномерно размазанным по стенам корабля. Но весьма скоро ваши подопытные пассажиры заподозрят неладное. «Извините, у меня че-то ошметки шампанском». Если растянуть ствол пушки на много километров, эту силу можно снизить до того уровня, который человек может выдержать.
В этом заключается идея системы космического запуска. Старом об разместить в России на склоне горы и при помощи электромагнитных сил разогнать корабль до орбитальной скорости. Звучит нереально, но многие страны уже используют технологию магнитной левитации в поездах и устанавливают рекорды скорости. Японцы разогнали поезд на магнитной подушке до 603 километров в час.
Первая версия такой конструкции будет стоить 20 миллиардов. Из-за колоссальных нагрузок эта система позволяет доставлять лишь неживые объекты, вне зависимости от их изначального состояния. Еще дороже обойдется строительство трека на полторы тысячи километров, который позволит распределить ускорение так, чтобы люди могли отправиться в космос и приземлиться в исходном, не размазанном состоянии. Но тут есть маленькие технические проблемы.
Трек высотой 20 километров, где снаряд покидает тоннель на огромной скорости, и возникающая ударная волна, которая может разнести всю систему на части. Но если это решить, то затраты на запуск снизятся до 50 долларов за килограмм. А значит, полет на МКС будет стоить 5000 долларов.
Следующая идея — это, как ни странно, лазеры. Звучит так, будто я всё выдумываю. Лазеры могут решить любую проблему. Они могут направлять и запускать ракеты со специальным покрытием, которое испаряется при нагревании. Это создает тягу, подобную ракете, но требует гораздо меньше топлива, чем обычно. Даже не нужно нагревать саму ракету, чтобы создать тягу.
Лазером можно нагреть воздух позади пускового устройства, чтобы создать небольшую ударную волну для толчка. Эта технология была представлена на экспериментальной модели. А как насчет шаров? Сегодня вас запускают воздушные шары настолько высоко, что они практически покидают атмосферу. Это значительно снижает силу сопротивления воздуха, заметно облегчает запуск ракеты в космос.
Один из пионеров колонизации космоса, Джар Отломил, представлял космический порт в виде шара на границе с космосом. Астронавты отправлялись бы из космического порта, затрачивая меньше усилий. Мы также говорили о космическом лифте — протянуть кабель из земли до геостационарной орбиты и поднимать с его помощью грузы вверх. У этого решения есть масса проблем. Вероятно, во Вселенной даже не существует материала, способного выдержать такие нагрузки.
Но полноценные космические лифты не нужны. Вращающиеся в космосе спутники с тросами могут цеплять космическое судно и разгонять его шаг за шагом, в конце концов выводя на орбиту с каждой передачей импульса. Спутники будут терять скорость, но компенсировать это можно другим способом, например, ионным двигателем в будущем. Чтобы достичь космоса, эти методы будут комбинироваться с традиционными и многоразовыми ракетами.
Шары и системы воздушного старта уменьшат сопротивление воздуха, электромагнитное ускорение снизит расход топлива, а наземные лазеры будут обеспечивать мощность дополнительного толчка. И звук перу, перу. А может и спутники, которые будут поднимать грузы на все более высокие орбиты. Инженеры работают над новыми технологиями для полета в космос. Ракета сделали такие полеты возможными, но существует множество способов, позволяющих снизить затраты и открыть новые горизонты освоения космоса.
Колонизация... интересно, что будет дальше. А какие альтернативные способы попасть на орбиту больше всего нравятся вам? Расскажите нам в комментариях под видео. Переведено и озвучено студией Vert Дайвер.