Die Idee, mit Rail Guns Objekte in den Weltraum zu schleudern, gibt es schon seit Jahren – sogar Isaac Newton dachte über das Konzept nach. Aber jetzt untersucht eine Gruppe von NASA-Ingenieuren ernsthaft die Möglichkeit, eine Rail-Gun als potenzielles Startsystem zu den Sternen zu verwenden, und sie suchen nach einem System, das eine Vielzahl bestehender Spitzentechnologien in den nächsten riesigen Sprung in den Weltraum verwandelt. Stan Starr, Abteilungsleiter des Applied Physics Laboratory am Kennedy Space Center, sagte, dass das Design nicht die Entwicklung brandneuer Technologien erfordert, sondern darauf setzt, dass eine Reihe bestehender Technologien vorangetrieben werden. Er sagte, die Entwicklung eines solchen Systems sei eine „große technologische Revolution“.
„All dies sind Technologiekomponenten, die bereits entwickelt oder untersucht wurden“, sagte er. „Wir schlagen nur vor, diese Technologien auf ein nützliches Niveau zu reifen, weit über das Niveau hinaus, das sie bereits erreicht haben.“
Eine Schienenkanone verwendet ein durch Elektrizität angetriebenes Magnetfeld, um ein Projektil entlang einer Reihe von Schienen zu beschleunigen, ähnlich wie bei Eisenbahnschienen. Ein früher Vorschlag der NASA-Gruppe fordert, dass ein keilförmiges Flugzeug mit Scramjets horizontal auf einer elektrifizierten Strecke oder einem gasbetriebenen Schlitten gestartet wird. Das Flugzeug würde bis zu Mach 10 fliegen und die Scramjets und Flügel verwenden, um es in den oberen Bereich der Atmosphäre zu heben, wo ein kleiner Nutzlastkanister oder eine Kapsel ähnlich der zweiten Stufe einer Rakete vom Heck des Flugzeugs in die Umlaufbahn schießen würde. Das Flugzeug würde zurückkommen und auf einer Landebahn neben dem Startplatz landen.
Die Ingenieure des KSC und anderer NASA-Zentren behaupten, dass das System mit seinen fortschrittlichen Technologien der High-Tech-Industrie des Landes zugute kommen wird, indem es Technologien perfektioniert, die effizientere S-Bahn-Systeme, bessere Batterien für Autos und Lastwagen und zahlreiche andere Spin-offs ermöglichen .
Verschiedene Technologien, um ein Raumfahrzeug eine lange Schiene hinunterzuschieben, wurden in verschiedenen Umgebungen getestet, einschließlich dieses Magnetschwebesystems (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
Zum Beispiel katapultieren Elektroketten täglich Achterbahnfahrer in Themenparks. Aber diese Strecken erfordern Geschwindigkeiten von relativ bescheidenen 100 km/h (60 mph) – genug, um die Fahrt aufregend zu machen, aber nicht annähernd schnell genug, um etwas in den Weltraum zu schleudern. Der Launcher müsste nach Starrs Vorschlag im Verlauf von zwei Meilen mindestens das 10-fache dieser Geschwindigkeit erreichen.
Die gute Nachricht ist, dass die NASA und Universitäten bereits bedeutende Forschungen auf diesem Gebiet durchgeführt haben, einschließlich kleiner Spuren im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, und in Kennedy. Auch die Navy hat ein ähnliches Katapultsystem für ihre Flugzeugträger entwickelt.
Was das Flugzeug angeht, das auf die Schiene gehen würde, gibt es bereits Praxistests für die Konstrukteure, auf die sie zurückgreifen können. Das X-43A- oder Hyper-X-Programm und X-51 haben gezeigt, dass Scramjets funktionieren und bemerkenswerte Geschwindigkeiten erreichen können.
Die Gruppe sieht, dass die Feldzentren der NASA ihre traditionellen Rollen übernehmen, um das Advanced Space Launch System zu entwickeln. Zum Beispiel würden das Langley Research Center in Virginia, das Glenn Research Center in Ohio und das Ames Research Center in Kalifornien an verschiedenen Elementen des Hyperschallflugzeugs arbeiten. Das Dryden Research Center in Kalifornien, das Goddard Space Flight Center in Maryland und Marshall würden sich Kennedy bei der Entwicklung des Startschienennetzes anschließen. Kennedy würde auch einen Startteststand bauen, möglicherweise in einem zwei Meilen langen Bereich parallel zur Raupenstraße, die zur Startrampe 39A führt.
Da das System neben der Raketentechnik eine große Rolle beim aeronautischen Fortschritt erfordert, sagte Starr: „Im Wesentlichen bringt man Teile der NASA zusammen, die normalerweise nicht zusammengeführt werden. Ich sehe Kennedys Kernrolle immer noch als Start- und Landeeinrichtung.“
Das Advanced Space Launch System soll das Space Shuttle oder ein anderes Programm in naher Zukunft nicht ersetzen, könnte aber angepasst werden, um Astronauten zu befördern, nachdem unbemannte Missionen Erfolge erzielt haben, sagte Starr.
Das Studien- und Entwicklungsprogramm könnte auch als Grundlage für ein kommerzielles Startprogramm dienen, wenn ein Unternehmen beschließt, die Grundlagenforschung der NASA zu nutzen. Starr sagte, die Grundlagenforschung der NASA habe lange den Fortschritt der Luft- und Raumfahrtindustrie vorangetrieben, ein Trend, den das fortschrittliche Weltraumstartsystem fortsetzen könnte.
Für den Moment schlug das Team einen 10-Jahres-Plan vor, der mit dem Start einer Drohne beginnen würde, wie sie die Air Force verwendet. Fortschrittlichere Modelle würden folgen, bis sie bereit sind, einen zu bauen, der einen kleinen Satelliten in die Umlaufbahn bringen kann.
Eine Studie zu einer Eisenbahn-Trägerrakete mit Gasantrieb ist bereits im Gange, aber das Team beantragt Fördermittel in mehreren Bereichen, einschließlich des Vorstoßes der NASA für technologische Innovation, aber die Ingenieure wissen, dass dies möglicherweise nicht zustande kommt. Der Aufwand lohnt sich jedoch, denn es besteht die Chance, Markteinführungen zu revolutionieren.
Quelle: NASA
