Tramvaiul spațial este o variantă asistată de maglev a sistemului de lansare spațială . Instalarea inițială a generației I va fi doar de marfă, având originea pe un vârf de munte la o altitudine de 3 până la 7 kilometri cu tub de evacuare rămas la nivelul suprafeței locale; s-a susținut că aproximativ 150.000 de tone ar putea fi ridicate pe orbită în acest fel într-un an. Pasagerii sistemului de a 2-a generație ar avea nevoie de tehnologie mai avansată și, în loc de o cale mai lungă, tubul s-ar curba treptat spre capăt la o altitudine de aer mai subțire la 22 de kilometri, susținut de levitație magnetică , reducând forțele g pe măsură ce capsula trece de la tubul cu vid la atmosferă . Prezentarea SPESIF 2010 a indicat că Gen-1 ar putea fi finalizată până în 2020+ dacă finanțarea începe în 2010, Gen-2 până în 2030+. [unu]
James R. Powell a inventat conceptul de maglev supraconductor în anii 1960 împreună cu colegul Gordon Danby la Brookhaven National Laboratory . Gordon s-a dezvoltat ulterior în maglev modern. [1] Ulterior, Powell a co-fondat StarTram, Inc. împreună cu Dr. George Mace, inginer aerospațial , care a lucrat anterior la Brookhaven National Laboratory din 1974 până în 1997, specializat în domenii precum încălzirea la reintrare și proiectarea vehiculelor hipersonice . [2]
Proiectul StarTram a fost publicat pentru prima dată într-o lucrare din 2001 [3] și brevetat, [4] citând o lucrare MagLifter din 1994. Dezvoltat de John C. Mankins, [5] care a fost managerul Advanced Concept Research la NASA, conceptul MagLifter a inclus asistență pentru lansarea maglev pentru viteze de câteva sute de m/s și trasee scurte, cu o eficiență estimată de 90%. [6] Observând că StarTram este în esență un MagLifter luat într-o măsură mult mai mare, atât MagLifter, cât și StarTram au fost discutate anul următor într-un studiu conceptual realizat de Zaha Hadid pentru Centrul Spațial Kennedy al NASA , revizuit de asemenea împreună cu Maglev 2000 cu Powell și Danby. [7] [8] [9]
Un designer ulterior dezvoltă StarTram într-o versiune de prima generație, o versiune de a doua generație și o versiune alternativă 1.5. [unu]
John Rather, care a fost director adjunct al tehnologiei spațiale (dezvoltarea programelor) la NASA, [10] a spus:
Un fapt puțin cunoscut este că, la mijlocul anilor 1990, sediul NASA, Centrul de Zboruri Spațiale. Marshall și inovatorii cheie privați au încercat să schimbe principalele paradigme ale accesibilității și explorării spațiului. De obicei, aceste eforturi au folosit tehnici de lansare electromagnetică și abordări noi pentru sistemele electrice de mare putere din spațiu. ...
StarTram a fost conceput în primul rând pe principiul reducerii costurilor și creșterii eficienței accesului la spațiu de peste o sută de ori. ...
Fezabilitatea generală și costul abordării StarTram au fost confirmate în 2005 printr-un studiu riguros „comisie de omucidere” realizat la Laboratorul Național Sandia. [unsprezece]
Instalația de prima generație ar trebui să accelereze un vehicul aerian fără pilot cu o suprasarcină de 30 g într-un tunel de aproximativ 130 de kilometri lungime, prevenind pierderea vidului folosind o fereastră cu plasmă și compensând creșterea presiunii în tunel pe termen scurt. deschiderea unui oblon mecanic prin eliminarea aerului cu ajutorul unei pompe MHD. (Fereastra cu plasmă mai mare decât modelele anterioare, consum de energie estimat 2,5 MW pentru un diametru de 3 metri). [12] În proiectul de referință, ieșirea se află pe suprafața unui vârf de munte înalt de 6.000 de metri, unde capsulele de marfă ating o viteză de 8,78 kilometri pe secundă și intră pe orbita joasă a Pământului la un unghi de 10 grade. Datorită rotației Pământului la tragerea spre est, viteza suplimentară, mult mai mare decât viteza orbitală nominală, compensează pierderile în timpul ascensiunii, inclusiv 0,8 km/s de la tracțiune. [1] [13]
O navă de marfă care cântărește 40 de tone, 2 metri în diametru și 13 metri lungime ar suferi pentru scurt timp impactul pătrunderii atmosferice. Cu un coeficient de rezistență de formă bun de 0,09, decelerația maximă pentru un proiectil alungit lansat în munți este momentan de 20 g , dar se înjumătățește în primele 4 secunde și continuă să scadă pe măsură ce trece rapid peste cea mai mare parte a atmosferei rămase.
În primele secunde după părăsirea tubului de lansare, viteza de încălzire cu forma optimă a nasului este de aproximativ 30 kV/cm 2 în punctul de stagnare, deși mult mai mică pentru nasul mai mare, dar scade sub 10 kV/cm 2 după câteva secunde. Este planificată răcirea cu apă de transpirație, consum pe termen scurt de până la ≈ 100 litri/m 2 de apă pe secundă. Câteva procente din masa proiectilului în apă sunt considerate suficiente. [unu]
Tubul tunel în sine pentru prima generație nu are supraconductori, nu necesită răcire criogenică și niciunul dintre ei nu este mai mare decât înălțimea înconjurătoare a peisajului. Cu excepția utilizării probabile a stocării energiei magnetice supraconductoare ca metodă de stocare a energiei electrice, magneții supraconductori se găsesc doar pe o navă spațială în mișcare, inducând curent în bucle de aluminiu relativ ieftine de pe pereții tunelului de accelerație, ridicând nava spațială cu un spațiu de 10. centimetri, în timp ce al doilea set de bucle de aluminiu de pe pereți transportă un curent alternativ, accelerând un motor sincron liniar .
| Lansare în spațiu fără rachete | |
|---|---|