Wir kennen Raketen, diese kontrollierten Explosionen, die Fracht und zerbrechliche Menschen ins All befördern. Aber gibt es nicht raketenfreie Wege, wie wir ins All gelangen könnten?
Willst du Weltraum? Hol dir eine Rakete. Nichts anderes, das jemals erfunden wurde, kann die enormen Energiemengen auf kontrollierte Weise freisetzen, um Sie in die Umlaufbahn zu bringen.
Es kommt alles auf die Geschwindigkeit an. Im Moment stehst du still auf der Erde. Wenn du hochspringst, kommst du gleich wieder runter, wo du angefangen hast. Aber wenn Sie eine Seitwärtsgeschwindigkeit von 10 Metern/Sekunde hätten und nach oben springen würden, würden Sie einige Meter tiefer landen ... schmerzhaft. Und wenn Sie sich 7.800 Meter pro Sekunde seitwärts bewegen – und Sie wären ein paar hundert Kilometer in der Höhe –, würden Sie einfach die Erde umkreisen.
Um diese Geschwindigkeit zu erreichen, braucht es Raketen. Diese magischen Wissenschafts-Donnerröhren sind unglaublich teuer, ineffizient und zum einmaligen Gebrauch. Stellen Sie sich vor, Sie müssten für jeden Arbeitsweg ein neues Auto kaufen. Allein die Sprengung eines einzigen Kilogramms in die Umlaufbahn kostet normalerweise etwa 10.000 US-Dollar. Wenn Sie eine Reise ins All kaufen, gehen nur ein paar hundert Kilo ans Gas. Diese Millionen Dollar fließen hauptsächlich in die Kosten der Rakete, die Sie an den Bordstein treten werden, wenn Sie damit fertig sind.
SpaceX ist eines der innovativsten Raketenunternehmen auf dem Markt. Sie suchen nach Möglichkeiten, so viel wie möglich von der Rakete wiederzuverwenden und die lästigen Startkosten zu senken, die eine sonst übliche Reise zum Mond ruinieren. Vielleicht könnten Raketen in Zukunft Hunderte oder sogar Tausende von Malen verwendet werden, wie Ihr Auto oder Verkehrsflugzeuge.
Ist das das Beste, was wir tun können? Können wir die Raketen nicht einfach ganz fallen lassen? Um vom Boden in die Umlaufbahn zu gelangen, müssen Sie 7.800 Meter pro Sekunde an Geschwindigkeit gewinnen. Eine Rakete gibt Ihnen diese Geschwindigkeit durch konstante Beschleunigung, aber könnten Sie diese Art von Geschwindigkeit mit einem einzigen Tritt liefern?
Wie wäre es mit einer riesigen Waffe und einfach Dinge in die Umlaufbahn schießen? Sie müssen dem Fahrzeug sofort eine enorme Geschwindigkeit verleihen. Dadurch entsteht eine tausendfache Schwerkraft auf die Passagiere. Jeder an Bord wird in eine feine rote Beschichtung verwandelt, die sich gleichmäßig im Kabineninneren verteilt. Damit kommen Sie nur wenige Male durch, bis Ihre Meerschweinchen-Passagiere weise werden.
„Steward, in meinem Champagner sind Knochensplitter!“
Verlängert man den Lauf der Waffe über viele Kilometer, kann man die Beschleunigungskraft glätten, die der Mensch tatsächlich aushält. Dies ist die Idee, die Startram vorgeschlagen hat. Sie wollen eine Spur an einem Berghang bauen und mithilfe von Elektromagnetismus einen Schlitten auf Umlaufgeschwindigkeit bringen.
Verschiedene Technologien, um ein Raumfahrzeug eine lange Schiene hinunterzuschieben, wurden in verschiedenen Umgebungen getestet, darunter dieses Magnetschwebesystem (MagLev), das am Marshall Space Flight Center der NASA evaluiert wurde. Ingenieure haben im Laufe ihrer Konstruktionen eine Reihe von Optionen zur Auswahl. Bildnachweis: NASA
Das mag weit hergeholt klingen, aber viele Länder setzen Magnetschwebebahnen in Zügen ein und brechen Geschwindigkeitsrekorde auf der ganzen Welt. Die Japaner haben kürzlich eine Magnetschwebebahn auf 603 Stundenkilometer beschleunigt. Diese erste Version von Startram würde 20 Milliarden US-Dollar kosten, und die enormen Kräfte würden nur für jede Fracht wirken, die in einem nicht lebenden Zustand geliefert wird, egal wie es begann.
Noch teurer ist die Version mit einer 1500-Kilometer-Strecke, die in der Lage ist, die Beschleunigung über einen längeren Zeitraum zu verteilen und es Menschen ermöglicht, ins All zu fliegen und sicher in ihrer ursprünglichen 'Nicht-Paste'-Konfiguration anzukommen.
Es gibt ein paar kleine technische Hürden. Zum Beispiel eine Bahn in 20 Kilometer Höhe, bei der Projektile aus der Mündung austreten und die Atmosphäre entweichen, um die Stoßwelle zu verhindern, die die gesamte Struktur auseinanderreißen würde.
Wenn es funktioniert, könnten wir die Einführungskosten auf 50 US-Dollar/Kilogramm senken. Das bedeutet, dass eine Reise zur Internationalen Raumstation 5.000 US-Dollar kosten könnte.
Eine andere Idee wären, wenig überraschend, Laser. Ich weiß, es klingt, als würde ich mir das ausdenken. Laser können jedes zukünftige Problem beheben. Sie könnten Trägerraketen mit einer speziellen Beschichtung verfolgen und sprengen, die beim Erhitzen zu Gas verdampft. Diese würde Schubkraft wie eine Rakete erzeugen, das Fahrzeug müsste jedoch einen Bruchteil der Masse von herkömmlichem Treibstoff transportieren.
Sie müssen nicht einmal die Rakete selbst treffen, um Schub zu erzeugen. Ein Laser könnte die Luft direkt hinter der Trägerrakete überhitzen, um eine winzige Stoßwelle zu erzeugen und Schub zu erzeugen. Diese Technologie wurde mit dem Lightcraft-Prototyp demonstriert.
Künstlerische Vorstellung der geplanten Ballonmission von World View in einer Höhe von 30 Kilometern. Bildnachweis: World View Enterprises Inc.
Was ist mit Ballons? Es ist jetzt möglich, Ballons zu starten, die eine so große Höhe erreichen könnten, dass sie über 90% der Erdatmosphäre sind. Dies reduziert den atmosphärischen Widerstand, den Raketen benötigen würden, um die Reise ins All zu vollenden, erheblich.
Der Pionier der Weltraumkolonisation, Gerard K. O’Neill, stellte sich einen ballonbasierten Raumhafen vor, der am Rande des Weltraums schwebt. Astronauten würden den Raumhafen verlassen und weniger Schub benötigen, um die Umlaufbahn zu erreichen.
Wir haben auch über die Idee eines Weltraumaufzugs gesprochen. Ein Kabel von der Erde in eine geostationäre Umlaufbahn spannen und so Nutzlasten nach oben tragen. Es gibt enorme Hürden, solche Technologien zu entwickeln. Möglicherweise gibt es im Universum nicht einmal Materialien, die stark genug sind, um die Kräfte zu unterstützen.
Ein vollständiger Weltraumaufzug ist jedoch möglicherweise nicht erforderlich. Es könnte möglich sein, am Rand des Weltraums rotierende Halteseile zu verwenden, die Impuls auf Raumfahrzeuge übertragen, diese schrittweise auf eine höhere Geschwindigkeit und schließlich in eine Umlaufbahn bringen. Diese Halteseile verlieren mit jeder Unterstützung an Geschwindigkeit, aber sie könnten ein anderes Antriebssystem wie einen Ionenantrieb haben, um ihre Umlaufgeschwindigkeit wiederherzustellen.
Zukünftige Methoden des Weltraumzugangs werden eine Kombination einiger oder aller dieser Ideen zusammen mit traditionellen und wiederverwendbaren Raketen sein. Ballons und Luftabschusssysteme, um den Widerstand der Rakete zu verringern, elektromagnetische Beschleunigung, um die benötigte Treibstoffmenge zu reduzieren, und bodengestützte Laser, die Leistung und zusätzlichen Schub und Kirchenbänkgeräusche liefern. Vielleicht mit einer Reihe von Halteseilen, die Nutzlasten in immer höhere Umlaufbahnen transportieren.
Es ist schön zu wissen, dass Ingenieure an neuen und besseren Zugangsmöglichkeiten zum Weltraum arbeiten. Raketen haben die Erforschung des Weltraums ermöglicht, aber es gibt eine Reihe von Technologien, die wir verwenden können, um die Startkosten zu senken und ganz neue Perspektiven der Weltraumforschung und Kolonisierung zu eröffnen. Ich kann es kaum erwarten zu sehen, was als nächstes passiert.
Auf welche alternativen Methoden, um ins All zu kommen, freust du dich am meisten? Teilen Sie uns Ihre Gedanken in den Kommentaren unten mit.
