Conosciamo i razzi, quelle esplosioni controllate che trasportano merci e fragili umani nello spazio. Ma ci sono alcuni modi non missili che possiamo raggiungere nello spazio?
Vuoi andare nello spazio? Prendi un razzo. Nient'altro mai inventato può liberare le enormi quantità di energia in modo controllato per farti orbitare.
Tutto si riduce alla velocità. In questo momento, sei fermo sulla Terra. Se salti in alto, verrai di nuovo giù da dove hai iniziato. Ma se avessi una velocità laterale di 10 metri / secondo e saltassi su, atterreresti a valle di alcuni metri ... dolorosamente. E se ti muovessi di 7.800 metri al secondo lateralmente - ed eri a qualche centinaio di chilometri in alto - orbiteresti solo attorno alla Terra.
Guadagnare quel tipo di velocità prende i razzi. Questi thundertubes di scienza magica sono incredibilmente costosi, inefficienti e monouso. Immagina se dovessi acquistare una nuova auto per ogni tragitto. Far saltare in orbita un solo chilogrammo in genere costa circa $ 10.000. Quando acquisti un viaggio nello spazio, solo poche centinaia di k vanno al gas. Quei milioni di dollari vanno principalmente nel costo del razzo che hai intenzione di calciare sul marciapiede una volta che hai finito con esso.
SpaceX è una delle compagnie di razzi più innovative in circolazione. Stanno immaginando modi per riutilizzare il più possibile il razzo, tagliando quei fastidiosi costi di lancio, che rovinano quello che altrimenti dovrebbe essere un normale viaggio sulla Luna. Forse in futuro, i razzi potrebbero essere utilizzati centinaia o addirittura migliaia di volte, come la tua auto o aerei di linea commerciali.
È il meglio che potremmo fare? Non possiamo semplicemente abbandonare del tutto i razzi? Per arrivare da terra in orbita, devi guadagnare 7.800 metri al secondo di velocità. Un razzo ti dà quella velocità attraverso un'accelerazione costante, ma potresti fornire quel tipo di velocità in un solo calcio?
Che ne dici di un'enorme pistola e di sparare in orbita? È necessario impartire istantaneamente un'enorme velocità al veicolo. Questo crea migliaia di volte la forza di gravità sui passeggeri. Chiunque a bordo viene trasformato in un raffinato rivestimento rosso distribuito uniformemente all'interno della cabina. Puoi cavartela solo poche volte prima che i passeggeri della tua cavia diventino saggi.
"Steward, ci sono patatine nell'osso nel mio champagne!"
Se estendi la lunghezza della canna della pistola per molti chilometri, puoi appianare la forza di accelerazione che gli umani possono effettivamente sopportare. Questa è l'idea proposta da Startram. Stanno cercando di costruire una pista lungo il fianco di una montagna e usano l'elettromagnetismo per spingere una slitta fino alla velocità orbitale.
Questo potrebbe sembrare inverosimile, ma molti paesi stanno usando la tecnologia maglev con treni e battendo record di velocità in tutto il mondo. I giapponesi hanno recentemente spinto un treno a levitazione magnetica a 603 chilometri all'ora. Questa prima versione di Startram costerebbe 20 miliardi di dollari e le enormi forze funzionerebbero solo per qualsiasi carico consegnato in uno stato non vivente, nonostante sia iniziato.
Ancora più costosa è la versione con una pista di 1500 chilometri, in grado di diffondere l'accelerazione per un periodo più lungo e consentire agli esseri umani di volare nello spazio, arrivando in sicurezza nella loro configurazione originale "non-paste".
Ci sono un paio di piccoli ostacoli tecnici. Come una pista di 20 chilometri di altitudine in cui i proiettili escono dal muso e sfogano l'atmosfera per evitare l'onda d'urto che farebbe a pezzi l'intera struttura.
Se può essere fatto funzionare, potremmo ridurre i costi di lancio fino a $ 50 / chilogrammo. Significa che un viaggio alla Stazione Spaziale Internazionale potrebbe costare $ 5.000.
Un'altra idea sarebbe, ovviamente, laser. So che mi sto inventando. I laser possono risolvere ogni problema futuro. Potrebbero tracciare e far esplodere i veicoli con un rivestimento speciale che vaporizza nel gas quando viene riscaldato. Ciò genererebbe una spinta come un razzo, ma il veicolo dovrebbe trasportare una frazione della massa del carburante tradizionale.
Non è nemmeno necessario colpire il razzo stesso per creare spinta. Un laser potrebbe surriscaldare l'aria proprio dietro il veicolo di lancio per creare una piccola onda d'urto e generare spinta. Questa tecnologia è stata dimostrata con il prototipo Lightcraft.
E i palloncini? Ora è possibile lanciare palloncini che potrebbero raggiungere un'altitudine così elevata da superare il 90% dell'atmosfera terrestre. Ciò riduce in modo significativo la quantità di resistenza atmosferica necessaria ai missili per completare il viaggio nello spazio.
Il pioniere della colonizzazione spaziale Gerard K. O’Neill immaginò uno spazioporto basato su palloncini che galleggiava sul bordo dello spazio. Gli astronauti sarebbero partiti dallo spazioporto e avrebbero richiesto meno spinta per raggiungere l'orbita.
Abbiamo anche parlato dell'idea di un ascensore spaziale. Allunga un cavo dalla Terra fino all'orbita geostazionaria e porta i carichi utili in quel modo. Ci sono enormi ostacoli allo sviluppo di una tecnologia del genere. Potrebbero anche non esserci materiali abbastanza forti nell'Universo per supportare le forze.
Ma un ascensore spaziale completo potrebbe non essere necessario. Potrebbe essere possibile utilizzare attacchi rotanti sul bordo dello spazio, che trasferiscono lo slancio sul veicolo spaziale, sollevandoli passo dopo passo a una velocità più elevata e infine in orbita. Questi attacchi perdono velocità ad ogni assist, ma potrebbero avere qualche altro sistema di propulsione, come un azionamento ionico, per ripristinare la loro velocità orbitale.
I metodi futuri di accesso allo spazio saranno una combinazione di alcune o tutte queste idee insieme a razzi tradizionali e riutilizzabili. Palloncini e sistemi di lancio dell'aria per ridurre la resistenza del razzo, accelerazione elettromagnetica per ridurre la quantità di carburante necessaria e laser a terra per fornire potenza e ulteriore spinta e rumori di bolina. Forse con una serie di attacchi che portano carichi utili in orbite sempre più alte.
È bello sapere che gli ingegneri stanno lavorando su modi nuovi e migliori per accedere allo spazio. I razzi hanno reso possibile l'esplorazione dello spazio, ma ci sono una serie di tecnologie che possiamo usare per ridurre i costi di lancio e aprire prospettive completamente nuove di esplorazione dello spazio e colonizzazione. Non vedo l'ora di vedere cosa succederà dopo.
Quali metodi alternativi per raggiungere lo spazio sono più entusiasti? Facci sapere cosa ne pensi nei commenti qui sotto.
