El lanzamiento espacial sin cohetes se refiere a conceptos para el lanzamiento al espacio donde gran parte de la velocidad y la altitud necesarias para alcanzar la órbita son proporcionadas por una técnica de propulsión que no está sujeta a los límites de la ecuación del cohete . [1] Se han propuesto varias alternativas a los cohetes. [2] En algunos sistemas, tales como un sistema de lanzamiento combinado, skyhook , lanzamiento de trineo de cohetes , rockoon o lanzamiento aéreo , se puede proporcionar una parte del delta-v total , ya sea directa o indirectamente, mediante el uso de propulsión de cohetes.
Los costos de lanzamiento actuales son muy altos: $ 2.500 a $ 25.000 por kilogramo desde la Tierra hasta la órbita terrestre baja (LEO). Como resultado, los costos de lanzamiento son un gran porcentaje del costo de todos los esfuerzos espaciales. Si el lanzamiento se puede hacer más barato, se reducirá el costo total de las misiones espaciales. Debido a la naturaleza exponencial de la ecuación del cohete, proporcionar incluso una pequeña cantidad de velocidad a LEO por otros medios tiene el potencial de reducir en gran medida el costo de llegar a la órbita.
Los costes de lanzamiento de cientos de dólares por kilogramo harían posible que muchos propuso proyectos espaciales a gran escala, tales como la colonización del espacio , la energía solar basada en el espacio [3] y la terraformación de Marte . [4]
Comparación de métodos de lanzamiento espacial
Método [a] | Año de publicación | Estimación del coste de construcción (mil millones de EE.UU. $) [b] | Masa de carga útil (kg) | Costo estimado para LEO ($ EE.UU. / Kg) [b] | Capacidad ( t / año) | Nivel de preparación tecnológica |
---|---|---|---|---|---|---|
Cohete prescindible [5] | 1903 [6] | 225 - 130 000 | 4.000 - 20.000 | n / A | 9 | |
Ascensor espacial | 1895 [7] | 2 | ||||
Skyhook no giratorio | 1990 | <1 | 2 | |||
Gancho del cielo hipersónico [8] | 1993 | <1 [c] | 1.500 [d] | 30 [e] | 2 | |
Rotovator [9] | 1977 | 2 | ||||
Lanzamiento orbital de anclaje espacial de avión hipersónico [10] [11] (HASTOL) | 2000 | 15.000 [f] | 2 | |||
Fuente espacial | Los ochenta | |||||
Anillo orbital [12] | 1980 | 15 | 2 × 10 11 | <0.05 | 4 × 10 10 | 2 |
Bucle de lanzamiento (pequeño) [ cita requerida ] | 1985 | 10 | 5,000 | 300 | 40.000 | 2 + |
Bucle de lanzamiento (grande) [ cita requerida ] | 1985 | 30 | 5,000 | 3 | 6.000.000 | 2 + |
Lanzador de cometas [13] | 2005 | 2 | ||||
StarTram [14] | 2001 | 20 [g] | 35.000 | 43 | 150.000 | 2 |
Arma espacial [15] | 1865 [h] | 0,5 | 450 | 1100 | 6 | |
Acelerador de RAM [ cita requerida ] | 2004 | 6 | ||||
Slingatron [17] [18] | 100 | 2 hasta 4 | ||||
Dirigible orbital | 0,34 [19] [ fuente autoeditada? ] |
- ^ Las referencias en esta columna se aplican a toda la fila a menos que se reemplacen específicamente.
- ^ a b Todos los valores monetarios en dólares no inflados según la fecha de publicación de referencia, excepto cuando se indique lo contrario.
- ^ Estimación CY2008 de la descripción en el sistema de referencia de 1993.
- ^ Requiere la primera etapa a ~ 5 km / s.
- ^ Sujeto a un aumento muy rápido mediante bootstrapping.
- ^ Requiere la primera etapa del vehículo DF-9 propuesto por Boeing a ~ 4 km / s.
- ^ Basado en el diseño de referencia Gen-1, versión 2010 .
- ^ Novela de Julio Verne De la Tierra a la Luna . La bala de cañón de Newton en el libro de 1728 Tratado del sistema del mundo se consideró un experimento mental. [dieciséis]
Estructuras estáticas
En este uso, el término "estático" pretende transmitir el entendimiento de que la parte estructural del sistema no tiene partes móviles internas.
Torre espacial
Una torre espacial es una torre que llegaría al espacio exterior . Para evitar la necesidad inmediata de un vehículo lanzado a velocidad orbital para elevar su perigeo , una torre tendría que extenderse por encima del borde del espacio (por encima de la línea de Kármán de 100 km ), [20] pero una altura de torre mucho más baja podría reducir la resistencia atmosférica. pérdidas durante el ascenso. Si la torre llegara hasta la órbita geosincrónica a aproximadamente 35,999 kilómetros (22,369 millas), los objetos liberados a tal altura podrían alejarse con una potencia mínima y estarían en una órbita circular. El concepto de una estructura que llega a la órbita geosincrónica fue concebido por primera vez por Konstantin Tsiolkovsky . [21] El concepto original imaginado por Tsiolkovsky era una estructura de compresión. Construir una estructura de compresión desde cero demostró ser una tarea poco realista, ya que no existía ningún material con suficiente resistencia a la compresión para soportar su propio peso en tales condiciones. [22] Otras ideas utilizan torres de compresión muy altas para reducir las demandas de los vehículos de lanzamiento. El vehículo se "eleva" por la torre, que puede extenderse por encima de la atmósfera y se lanza desde lo alto. Varios investigadores han propuesto una torre tan alta para acceder a altitudes cercanas al espacio de 20 km (12 millas). [23] [24]
Estructuras de tracción
Las estructuras de tracción para lanzamientos espaciales sin cohetes son propuestas para usar cables largos y muy fuertes (conocidos como ataduras ) para elevar una carga útil al espacio. Las correas también se pueden usar para cambiar de órbita una vez en el espacio.
Las correas orbitales se pueden bloquear por marea ( gancho aéreo ) o rotar (rotores). Pueden diseñarse (en teoría) para recoger la carga útil cuando la carga útil está estacionaria o cuando la carga útil es hipersónica (tiene una velocidad alta pero no orbital). [ cita requerida ]
Las ataduras endo-atmosféricas se pueden usar para transferir la cinética (energía y momento) entre grandes aviones convencionales (subsónicos o supersónicos bajos) u otra fuerza motriz y vehículos aerodinámicos más pequeños, impulsándolos a velocidades hipersónicas sin sistemas de propulsión exóticos. [ cita requerida ]
Skyhook
Un skyhook es una clase teórica de propulsión de correa en órbita destinada a elevar cargas útiles a grandes altitudes y velocidades. [25] [26] Las propuestas para skyhooks incluyen diseños que emplean amarres que giran a velocidad hipersónica para atrapar cargas útiles de alta velocidad o aviones de gran altitud y colocarlos en órbita. [27]
Ascensor espacial
Un ascensor espacial es un tipo propuesto de sistema de transporte espacial. [28] Su componente principal es un cable en forma de cinta (también llamado atadura ) anclado a la superficie y que se extiende hacia el espacio por encima del nivel de la órbita geosincrónica. A medida que el planeta gira, la fuerza centrífuga en el extremo superior de la correa contrarresta la gravedad y mantiene el cable tenso. Los vehículos pueden luego trepar por la correa y alcanzar la órbita sin el uso de propulsión de cohetes.
Tal cable podría estar hecho de cualquier material capaz de sostenerse bajo tensión reduciendo el diámetro del cable lo suficientemente rápido a medida que se acerca a la superficie de la Tierra. En la Tierra , con su gravedad relativamente fuerte, los materiales actuales no son lo suficientemente fuertes y ligeros . Con materiales convencionales, la relación de ahusamiento tendría que ser muy grande, aumentando la masa de lanzamiento total a un grado fiscalmente inviable. Sin embargo, se han propuesto materiales basados en nanotubos de carbono o nanotubos de nitruro de boro como elemento de tracción en el diseño de la correa. Sus fuerzas medidas son altas en comparación con sus densidades lineales. Son prometedores como materiales para hacer posible un ascensor espacial con base en la Tierra. [29]
Landis y Cafarelli sugirieron que una estructura de tensión ("ascensor espacial") que se extiende hacia abajo desde la órbita geosincrónica podría combinarse con la estructura de compresión ("torre Tsiolkovski") que se extiende hacia arriba desde la superficie, formando la estructura combinada que alcanza la órbita geosincrónica desde la superficie, y teniendo ventajas estructurales sobre cualquiera de ellos individualmente. [22]
El concepto de ascensor espacial también es aplicable a otros planetas y cuerpos celestes . Para ubicaciones en el Sistema Solar con una gravedad más débil que la de la Tierra (como la Luna o Marte ), los requisitos de resistencia a densidad no son tan buenos para los materiales de sujeción. Los materiales actualmente disponibles (como el Kevlar ) podrían servir como material de sujeción para los ascensores allí.
Ataduras endo-atmosféricas
Una correa endo-atmosférica utiliza el cable largo dentro de la atmósfera para proporcionar parte o toda la velocidad necesaria para alcanzar la órbita. La correa se usa para transferir la cinética (energía y momento) de un extremo lento masivo (típicamente un avión subsónico grande o supersónico bajo) a un extremo hipersónico a través de la acción aerodinámica o centrípeta. El lanzador Kinetics Interchange TEther (KITE) es una atadura endo-atmosférica propuesta. [13]
Estructuras dinámicas
Fuente espacial
Una fuente espacial es una forma propuesta de ascensor espacial que no requiere que la estructura esté en órbita geosincrónica y no depende de la resistencia a la tracción para su soporte. En contraste con el diseño original del ascensor espacial (un satélite conectado ), una fuente espacial es una torre tremendamente alta que se extiende desde el suelo . Dado que una torre tan alta no podría soportar su propio peso con materiales tradicionales, se proyectan gránulos masivos hacia arriba desde la parte inferior de la torre y se redirigen hacia abajo una vez que alcanzan la parte superior, de modo que la fuerza de redirección mantiene la parte superior de la torre en alto. [30]
Anillo orbital
Un anillo orbital es un concepto para un anillo gigante construido artificialmente que cuelga en una órbita terrestre baja que rotaría ligeramente por encima de la velocidad orbital que tendría ataduras fijas colgando del suelo. [31]
En una serie de artículos de 1982 publicados en el Journal of the British Interplanetary Society , [12] Paul Birch presentó el concepto de sistemas de anillos orbitales. Propuso un cable giratorio colocado en una órbita terrestre baja, girando un poco más rápido que la velocidad orbital. No en órbita, pero montando en este anillo, soportado electromagnéticamente sobre imanes superconductores, hay estaciones de anillo que permanecen en un lugar por encima de algún punto designado en la Tierra. Colgando de estas estaciones de anillo hay ascensores espaciales cortos hechos de cables con una alta relación resistencia a la tracción-masa. Birch afirmó que las estaciones del anillo, además de sujetar la atadura, podrían acelerar el anillo orbital hacia el este, haciendo que precese alrededor de la Tierra.
En 1982, el inventor bielorruso Anatoly Yunitskiy también propuso una pista electromagnética que rodea la Tierra, a la que llamó "Sistema de transporte de cuerdas". Cuando la velocidad de la cuerda excede los 10 km / seg, las fuerzas centrífugas separarían la cuerda de la superficie de la Tierra y elevarían el anillo al espacio. [32]
Bucle de lanzamiento
Un bucle de lanzamiento o bucle de Lofstrom es un diseño para un sistema de lanzamiento orbital de levitación magnética basado en un cinturón que tendría alrededor de 2000 km de largo y se mantendría a una altitud de hasta 80 kilómetros (50 millas). Los vehículos que pesan 5 toneladas métricas serían acelerados electromagnéticamente en la parte superior del cable que forma una pista de aceleración, desde la cual se proyectarían en la órbita terrestre o incluso más allá. La estructura necesitaría constantemente alrededor de 200 MW de potencia para mantenerla en su lugar. [ cita requerida ]
El sistema está diseñado para ser adecuado para el lanzamiento de humanos para el turismo espacial , la exploración espacial y la colonización espacial con una aceleración máxima de 3 g. [33]
Torre autónoma neumática
Un diseño propuesto es una torre independiente compuesta de columnas tubulares de material de alta resistencia (por ejemplo, kevlar ) infladas con una mezcla de gas de baja densidad y con sistemas de estabilización dinámica que incluyen giroscopios y "equilibrio de presión". [34] Los beneficios sugeridos en contraste con otros diseños de ascensores espaciales incluyen evitar trabajar con las grandes longitudes de estructura involucradas en algunos otros diseños, la construcción desde el suelo en lugar de la órbita y el acceso funcional a todo el rango de altitudes dentro del alcance práctico del diseño. El diseño presentado está "a 5 km de altitud y se extiende a 20 km sobre el nivel del mar", y los autores sugieren que "el enfoque se puede escalar aún más para proporcionar acceso directo a altitudes superiores a 200 km".
Una de las principales dificultades de esta torre es el pandeo, ya que es una construcción larga y esbelta.
Lanzadores de proyectiles
Con cualquiera de estos lanzadores de proyectiles, el lanzador da una alta velocidad al nivel del suelo o cerca del mismo. Para alcanzar la órbita, el proyectil debe tener suficiente velocidad extra para atravesar la atmósfera, a menos que incluya un sistema de propulsión adicional (como un cohete). Además, el proyectil necesita un medio interno o externo para realizar la inserción orbital . Los siguientes diseños se dividen en tres categorías, impulsados eléctricamente, impulsados químicamente y impulsados mecánicamente.
Aceleración electromagnética
Sistemas de lanzamiento eléctricos incluyen conductores de masas, cañones de riel , y coilguns . Todos estos sistemas utilizan el concepto de una pista de lanzamiento estacionaria que utiliza algún tipo de motor eléctrico lineal para acelerar un proyectil.
Conductor de masas
En esencia, un controlador de masa es una pista o túnel de lanzamiento muy largo y principalmente alineado horizontalmente para acelerar las cargas útiles a velocidades orbitales o suborbitales. El concepto fue propuesto por Arthur C. Clarke en 1950, [35] y fue desarrollado con más detalle por Gerard K. O'Neill , en colaboración con el Instituto de Estudios Espaciales , centrándose en el uso de un controlador de masa para el lanzamiento de material desde la Luna. .
Un conductor masivo usa algún tipo de repulsión para mantener una carga útil separada de la pista o las paredes. Luego, utiliza un motor lineal (un motor de corriente alterna como en una pistola de bobina, o un motor homopolar como en una pistola de riel) para acelerar la carga útil a altas velocidades. Después de dejar la pista de lanzamiento, la carga útil estaría a su velocidad de lanzamiento.
StarTram
StarTram es una propuesta para lanzar vehículos directamente al espacio acelerándolos con un conductor masivo. Los vehículos flotarían por repulsión de levitación magnética entre los imanes superconductores en el vehículo y las paredes del túnel de aluminio mientras eran acelerados por impulso magnético de CA de bobinas de aluminio. La energía requerida probablemente la proporcionarían unidades de almacenamiento de energía superconductora distribuidas a lo largo del túnel. Los vehículos pueden deslizarse hasta una altura orbital baja o incluso geosincrónica; entonces se necesitaría una pequeña combustión del motor de un cohete para circularizar la órbita.
Los sistemas de generación 1 de carga solamente acelerarían a 10-20 Gs y saldrían de la cima de una montaña. Si bien no es adecuado para pasajeros, podrían poner carga en órbita por $ 40 el kilogramo, 100 veces más barato que los cohetes.
Los sistemas de Generación 2 con capacidad para pasajeros acelerarían una distancia mucho más larga a 2 Gs. Los vehículos entrarían a la atmósfera a una altitud de 20 km desde un túnel evacuado restringido por amarres de Kevlar y sostenidos por repulsión magnética entre cables superconductores en el túnel y en el suelo. Para ambos sistemas Gen 1–2, la boca del tubo estaría abierta durante la aceleración del vehículo, con el aire retenido por el bombeo magnetohidrodinámico . [14] [36] [37]
Químico
Pistola espacial
Una pistola espacial es un método propuesto para lanzar un objeto al espacio exterior utilizando una pistola grande o un cañón . El escritor de ciencia ficción Jules Verne propuso un método de lanzamiento de este tipo en From the Earth to the Moon , y en 1902 se adaptó una película, A Trip to the Moon .
Sin embargo, incluso con un " cañón de pistola " a través de la corteza terrestre y la troposfera , las fuerzas g necesarias para generar la velocidad de escape seguirían siendo más de lo que tolera un ser humano. Por lo tanto, el cañón espacial estaría restringido al transporte de mercancías y a los satélites reforzados. Además, el proyectil necesita un medio interno o externo para estabilizarse en órbita.
Los conceptos de lanzamiento de armas no siempre utilizan la combustión. En los sistemas de lanzamiento neumático, un proyectil se acelera en un tubo largo mediante la presión del aire, producido por turbinas terrestres u otros medios. En una pistola de gas ligero , el presurante es un gas de peso molecular ligero, para maximizar la velocidad del sonido en el gas.
John Hunter de Green Launch propone el uso de una 'pistola de hidrógeno' para lanzar cargas útiles no tripuladas a la órbita por menos de los costos de lanzamiento normales.
Acelerador de RAM
Un acelerador de ariete también usa energía química como el cañón espacial, pero es completamente diferente ya que se basa en un ciclo de propulsión similar a un motor a reacción que utiliza procesos de combustión ramjet y / o scramjet para acelerar el proyectil a velocidades extremadamente altas.
Es un tubo largo lleno de una mezcla de gases combustibles con un diafragma frangible en cada extremo para contener los gases. El proyectil, que tiene la forma de un núcleo de chorro de pistón, se dispara por otros medios (por ejemplo, una pistola espacial, discutida anteriormente) de manera supersónica a través del primer diafragma hasta el extremo del tubo. Luego quema los gases como combustible, acelerando por el tubo bajo propulsión a chorro. Otras físicas entran en juego a velocidades más altas.
Acelerador de onda expansiva
Un acelerador de ondas expansivas es similar a un cañón espacial, pero se diferencia en que los anillos de explosivo a lo largo del cañón se detonan en secuencia para mantener altas las aceleraciones. Además, en lugar de depender simplemente de la presión detrás del proyectil, el acelerador de ondas expansivas cronometra específicamente las explosiones para apretar un cono de cola en el proyectil, como se podría disparar una semilla de calabaza apretando el extremo cónico.
Mecánico
Slingatron
En un slingatron, [17] [38] los proyectiles se aceleran a lo largo de un tubo rígido o una pista que normalmente tiene giros circulares o en espiral, o combinaciones de estas geometrías en dos o tres dimensiones. Un proyectil se acelera en el tubo curvo impulsando todo el tubo en un movimiento circular de pequeña amplitud de frecuencia constante o creciente sin cambiar la orientación del tubo, es decir, todo el tubo gira pero no gira. Un ejemplo cotidiano de este movimiento es remover una bebida sosteniendo el recipiente y moviéndolo en pequeños círculos horizontales, haciendo que el contenido gire, sin girar el recipiente en sí.
Este giro desplaza continuamente el tubo con un componente a lo largo de la dirección de la fuerza centrípeta que actúa sobre el proyectil, de modo que se trabaja continuamente sobre el proyectil a medida que avanza a través de la máquina. La fuerza centrípeta experimentada por el proyectil es la fuerza de aceleración y es proporcional a la masa del proyectil.
Lanzamiento aéreo
En el lanzamiento aéreo, un avión de transporte lleva el vehículo espacial a gran altitud y velocidad antes de su liberación. Esta técnica se utilizó en los vehículos suborbitales X-15 y SpaceshipOne , y para el vehículo de lanzamiento orbital Pegasus .
Las principales desventajas son que el avión de transporte tiende a ser bastante grande y nunca se ha demostrado la separación dentro del flujo de aire a velocidades supersónicas, por lo que el impulso dado es relativamente modesto.
Aviones espaciales
Un avión espacial es un avión diseñado para pasar el borde del espacio . Combina algunas características de un avión con algunas de una nave espacial . Por lo general, toma la forma de una nave espacial equipada con superficies aerodinámicas , uno o más motores de cohetes y, a veces, también propulsión adicional por respiración de aire .
Los primeros aviones espaciales se utilizaron para explorar el vuelo hipersónico (por ejemplo, X-15 ). [39]
Algunos diseños basados en motores que respiran aire (cf. X-30 ), como los aviones basados en scramjets o motores de detonación de pulsos, podrían alcanzar potencialmente la velocidad orbital o contribuir de alguna manera útil a hacerlo; sin embargo, estos diseños aún deben realizar una combustión final del cohete en su apogeo para circularizar su trayectoria y evitar regresar a la atmósfera. Otros diseños similares a turborreactores reutilizables como Skylon, que utiliza motores a reacción preenfriados hasta Mach 5.5 antes de emplear cohetes para entrar en órbita, parecen tener un presupuesto masivo que permite una carga útil más grande que los cohetes puros mientras lo logra en una sola etapa.
Globo
Los globos pueden elevar la altitud inicial de los cohetes. Sin embargo, los globos tienen una carga útil relativamente baja (aunque consulte el proyecto Sky Cat para ver un ejemplo de un globo de carga pesada diseñado para su uso en la atmósfera inferior), y esto disminuye aún más al aumentar la altitud.
El gas de elevación podría ser helio o hidrógeno . El helio no solo es caro en grandes cantidades, sino que también es un recurso no renovable . Esto hace que los globos sean una técnica costosa de asistencia al lanzamiento. Se podría utilizar hidrógeno ya que tiene la ventaja de ser más barato y más ligero que el helio, pero también tiene la desventaja de ser altamente inflamable. Cohetes lanzados desde globos, conocidos como " rockoons ", se ha demostrado, pero, hasta la fecha, sólo para suborbital ( "cohete de sondeo") misiones. El tamaño del globo que se requeriría para levantar un vehículo de lanzamiento orbital sería extremadamente grande.
JP Aerospace ha fabricado un prototipo de plataforma de lanzamiento de globos como "Proyecto Tandem", [40] aunque no se ha utilizado como vehículo de lanzamiento de cohetes. JP Aerospace propone además un escenario superior hipersónico, más ligero que el aire. Una empresa española, zero2infinity , está desarrollando oficialmente un sistema de lanzamiento llamado bloostar basado en el concepto rockoon , que se espera esté operativo en 2018. [41]
Gerard K. O'Neill propuso que mediante el uso de globos muy grandes podría ser posible construir un puerto espacial en la estratosfera . Los cohetes podrían lanzarse desde él o un conductor masivo podría acelerar las cargas útiles en la órbita. [42] Esto tiene la ventaja de que la mayor parte (alrededor del 90%) de la atmósfera está debajo del puerto espacial. Un SpaceShaft es una versión propuesta de una estructura atmosféricamente flotante que serviría como un sistema para elevar la carga a altitudes cercanas al espacio , con plataformas distribuidas en varias elevaciones que proporcionarían instalaciones habitacionales para operaciones humanas a largo plazo en la atmósfera media y cercana. altitudes espaciales. [43] [44] [45] Para el lanzamiento espacial, serviría como una primera etapa sin cohetes para cohetes lanzados desde la parte superior. [44]
Sistemas de lanzamiento híbridos
Pueden combinarse tecnologías independientes. En 2010, la NASA sugirió que un futuro avión scramjet podría acelerarse a 300 m / s (una solución al problema de los motores ramjet que no se pueden arrancar a una velocidad de flujo de aire cero) mediante asistencia de lanzamiento de trineo electromagnético o de otro tipo , a su vez lanzando desde el aire un segundo -Etapa de cohete que entrega un satélite a la órbita. [46]
Todas las formas de lanzadores de proyectiles son sistemas al menos parcialmente híbridos si se lanzan a una órbita terrestre baja , debido al requisito de circularización de la órbita , como mínimo, lo que implica aproximadamente el 1,5 por ciento del delta-v total para elevar el perigeo (por ejemplo, un cohete diminuto), o en algunos conceptos, mucho más de un propulsor de cohete para facilitar el desarrollo del acelerador terrestre. [14]
Algunas tecnologías pueden tener una escala exponencial si se utilizan de forma aislada, lo que hace que el efecto de las combinaciones sea de magnitud contraria a la intuición. Por ejemplo, 270 m / s está por debajo del 4% de la velocidad de la órbita terrestre baja , pero un estudio de la NASA estimó que el lanzamiento del trineo Maglifter a esa velocidad podría aumentar la carga útil de un cohete ELV convencional en un 80% cuando también se eleva la trayectoria. una montaña de 3000 metros. [47]
Las formas de lanzamiento desde tierra limitadas a una aceleración máxima dada (como debido a las tolerancias de la fuerza G humana si están destinadas a transportar pasajeros) tienen la escala de longitud mínima del lanzador correspondiente, no linealmente sino con la velocidad al cuadrado. [48] Los Tethers pueden tener incluso más escalas exponenciales no lineales. La relación de masa de la atadura a la carga útil de una atadura espacial sería de alrededor de 1: 1 a una velocidad de la punta del 60% de su velocidad característica, pero se vuelve más de 1000: 1 a una velocidad de la punta del 240% de su velocidad característica . Por ejemplo, para la practicidad anticipada y una relación de masa moderada con los materiales actuales, el concepto HASTOL haría que la primera mitad (4 km / s) de la velocidad para orbitar se proporcionara por otros medios que no fueran la propia correa. [10]
Mashall Savage propuso en el libro The Millennial Project como una de las tesis centrales del libro una propuesta para utilizar un sistema híbrido que combina un impulsor de masa para el lofting inicial seguido de un empuje aditivo por una serie de láseres terrestres secuenciados de acuerdo con la longitud de onda. , pero la idea no se ha llevado a cabo en un grado notable. Las propuestas específicas de Savage demostraron ser inviables tanto por motivos políticos como de ingeniería, y aunque se pudieron superar las dificultades, el grupo que fundó Savage, ahora llamado Living Universe Foundation , no ha podido recaudar fondos significativos para la investigación.
La combinación de múltiples tecnologías sería en sí misma un aumento de la complejidad y los desafíos de desarrollo, pero la reducción de los requisitos de rendimiento de un subsistema dado puede permitir la reducción de su complejidad o costo individual. Por ejemplo, la cantidad de piezas en un motor de cohete de combustible líquido puede ser dos órdenes de magnitud menor si se alimenta a presión en lugar de hacerlo con bomba si sus requisitos delta-v son lo suficientemente limitados como para hacer que la penalización de peso sea una opción práctica. , o un lanzador terrestre de alta velocidad puede utilizar un motor pequeño híbrido o de combustible sólido de rendimiento relativamente moderado y económico en su proyectil. [49] La asistencia con métodos distintos de cohetes puede compensar la penalización de peso de hacer que un cohete orbital sea reutilizable . Aunque era suborbital , la primera nave espacial privada con tripulación, SpaceShipOne había reducido los requisitos de rendimiento de los cohetes debido a que era un sistema combinado con su lanzamiento aéreo . [50]
Ver también
- Lanzamiento aéreo a órbita
- Comparación de sistemas de lanzamiento orbital
- Hopper (nave espacial)
- Propulsión de naves espaciales
Referencias
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enlaces externos
- Lista canónica de métodos de ingeniería y transporte espacial
- Bibliografía de transporte de la Tierra a la órbita , una publicación extensa sobre métodos novedosos de transporte de la Tierra a la órbita
- Documento del vehículo espacial del programa suborbital orbital
- PREMIO Google Lunar X , algunas iniciativas comerciales