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平流层发射系统,没有大型火箭我们能进入太空吗

原标题:没有大型火箭我们能进入太空吗?空转轨道发射、高架发射管、太空电梯了解一下

[本站2011年12月14日综合报道]
美国航天新闻网12月13日报道,微软公司共同创始人保罗·艾伦当天宣布在美国阿拉巴马州汉茨维尔市投资成立“平流层发射系统”公司,计划建造一种空中发射型轨道发射系统,该系统包含太空探索技术公司建造的助推火箭和“比例合成”公司开发的运输飞机

自从20世纪50年代人类开始将卫星送入轨道以来,我们一直依靠强大的火箭来逃离地球的引力,进入太空。但大型火箭有一个主要的缺点,那就是它们使太空发射变得昂贵

为了将重达6100千克的有效载荷送入轨道,“平流层发射系统”将具备与“德尔它”-2火箭相似的性能。

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Stratolaunch公司的领导者是NASA前总工程师加里·温茨,董事会成员包括NASA前局长迈克·格里芬和马歇尔太空飞行中心前主任、现为Dynetics公司执行副总裁的大卫·金。

一个艺术家构想的太空电梯发射系统~

同样位于汉茨维尔的Dynetics公司将为“平流层发射系统”建造运输飞机的配套集成系统。SpaceX公司总裁格温·肖特韦尔也是Stratolaunch公司董事会的成员之一。

举个例子:根据美国航天局(NASA)监察长办公室2017年的一份报告:NASA的太空发射系统重型运载火箭计划于2019年12月进行首次飞行,每次发射预计将花费10亿美元。

Stratolaunch公司计划在5年内进行首次飞行。“平流层发射系统”的运输飞机(航空母机)将从大型机场或诸如肯尼迪航天中心这样的航天港起飞,可发射重达222吨的助推火箭,将有效载荷送到最高2400千米处。Stratolaunch公司的宣传资料称,助推火箭可将6100千克有效载荷送入低地球轨道。

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火箭发射花费太大~

携带助推火箭的运输飞机在跑道上滑行准备起飞。

然而,几十年来,梦想家们一直在寻找不依赖(至少不是主要依赖)火箭力量进入太空的方法。
【空转轨道发射】
其中一种替代方法——空转轨道发射——似乎即将成为现实。

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2011年,由微软联合创始人保罗•艾伦(Paul
Allen)创办的私人太空发射公司Stratolaunch有一个雄心勃勃的计划
,要驾驶世界上最大的飞机,翼展385英尺(117米),飞行高度为3.5万英尺(10668米)。

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它将成为小型火箭动力飞行器的高空发射平台。一旦被释放,这些飞行器就不必像地面发射的火箭那样,克服低层大气厚度带来的阻力,而且它们不需要消耗那么多燃料就可以进入轨道

带翼火箭点燃,将私人太空旅行者、货物或卫星送入太空。

2018年8月,该公司宣布了四种不同类型的运载火箭。一种仍在设计研究阶段的飞行器,一种可重复使用的可以运载货物或载人的太空飞机。

美国太空飞行现在时网12月13日报道,Stratolaunch空射火箭系统将使用两倍于波音747s飞机大小的特大型运输飞机,将SpaceX公司造的液体燃料助推火箭送至30000英尺高空并投放火箭,把硬件设备和人类送入轨道。Stratolaunch将成为私营太空飞行市场的新竞争者,刺激低成本私营进出太空业务。(中国航天工程咨询中心
王宜晓)

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释放~

Stratolaunch公司计划从2020年开始提供定期服务。

Stratolaunch公司首席执行官吉恩·佛洛伊德(Jean
Floyd)在媒体发布会上表示,该公司的使命是让太空访问变得“更方便、更便宜、更有规律”,安排卫星发射最终将会像预订航班一样容易。

与此同时,维珍轨道公司(Virgin
Orbit)计划使用一架经过改良的波音747-400飞机作为发射火箭的平台,将卫星送入轨道。

【高架发射管】

其他一些甚至更奇特的概念仍在设计阶段。詹姆斯·R·鲍威尔(James R.
Powell)是上世纪60年代中期超导磁悬浮列车推进技术的共同发明人,他和他的工程师同事乔治·迈斯(George
Maise)多年来一直主张,这项技术也可以用于发射航天器。

“Startram”项目将使用一个巨大的高架发射管,而不是发射台。

鲍威尔在解释说:“想想真空隧道中的磁悬浮列车。由于没有空气阻力使飞行器减速,也不需要携带大量的机载推进剂(就像火箭一样),所以它相对容易达到每小时2900公里(18000英里)或更高的轨道速度

“当飞行器在高海拔(例如,在一座高山的山顶)离开隧道时,它的速度会非常快,基本上可以滑行到轨道高度,用一个小火箭环绕轨道运行。”

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带你遨游太空~

“我们还设计了一些机制,使隧道内的真空在车辆离开隧道时保持完整,以便隧道可以迅速重复使用,以发射下一辆车辆。“StarTram”发射系统的所有主要组成部分已经存在,并且已经被充分理解。”

1992年,在美国航航天局的一位同事的建议下,鲍威尔首次开始考虑使用超导磁悬浮来发射航天器。

最初,他和迈斯开发了一个用于载人航天发射的价值1000亿美元的系统的概念,在这个系统中,一根管子将被巨大的超导电缆悬浮起来。(这是他们在2001年为该系统授予的专利。)

除此之外,他们还设计了一个缩小了的,只允许运输货物的管道系统,它可以延伸到100公里(62英里),并能在一座高山的斜坡上至少攀爬4000米(13123英尺)。

他们估计,这种只供货物使用的系统的造价可能会达到200亿美元,比美国航天局开发新型重型火箭的成本还低。

鲍威尔说,但一旦建成,“Startram”发射系统每年可以将10万吨(90718公吨)的货物送入太空,是目前火箭发射运载量的许多倍,并以每磅(0.45公斤)50美元的价格将设备送入近地轨道。根据彭博新闻社2018年的文章提供的数据,这只是目前太空货运成本每磅数千美元的一小部分。

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变身~


鲍威尔解释说:“最大的技术挑战是发射管的出口窗口。火箭必须保持在真空中,所以当火箭在发射过程中离开发射管时,我们必须防止空气从大气中涌入。‘Startram’发射系统将利用蒸汽喷射来降低出口外的气压,并利用磁铃动力学窗口来保持空气的流通,而磁铃动力学窗口将利用强大的磁场不断地将空气移走。”

【太空电梯】

另一个已经存在多年的想法是建造太空电梯。NASA网站上2000年的一篇文章描述了地球赤道附近的一个高塔将如何通过一根电缆连接到地球同步轨道上的一颗卫星上,这颗卫星在海平面以上35786公里(22236英里),这将起到平衡的作用。4到6个电梯轨道会延伸到塔和电缆结构,到达不同的平台。电磁驱动的飞行器会在轨道上上升,在大约5个小时内进入轨道空间,同时沿途提供令人叹为观止的景色。

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看到什么不要太惊讶~

这个概念可以追溯到1895年,当时俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基建议建造一座与巴黎埃菲尔铁塔相似的“天体城堡”。永利网站网址,于是美国航天局(NASA)的一位研究员在2005年写了一篇关于需要开发什么技术来建造它的论文。

自那以后,太空电梯的拥趸们继续兜售这个概念,正如2015年IEEE
Spectrum上的一篇文章所详述的那样,他们还成立了一个组织——国际太空电梯联盟,该组织举办会议并发布技术报告。

然而,太空电梯的可行性在2016年受到了冲击,当时中国研究人员发表了一篇论文,详细阐述了他们的发现:碳纳米管——一种太空电梯支持者寄予厚望的材料——容易受到一个缺陷的影响,而这个缺陷可能会显著降低其强度

近年来出现的其他一些想法包括,在将有效载荷送入近地轨道之前,先将有效载荷绕螺旋钢轨旋转,并将飞艇作为发射平台。返回搜狐,查看更多

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