Ракеты являются для нас единственным способом путешествия в космос или отправки туда грузов. Однако в будущем все может измениться. Планируется разработать альтернативные методы передвижения. И они, на самом деле, странные.
Изобретатели предложили отправлять полезный груз в космос с помощью лифтов, подводных космических пушек, катапульт и даже воздушных шаров. Хотя некоторые из этих способов могут быть нереалистичными и, вероятно, так и останутся несбыточной мечтой, другие вполне могут появиться в течение следующих нескольких десятилетий. Время покажет.
10. Космический Лифт
Космический лифт — это именно то, что вы подумали — лифт, который поднимается с Земли в космос. Впервые эту идею предложил русский ученый Константин Циолковский в 1895 году. В одну систему нужно объединить четыре-шесть кабелей. Каждый кабель будет соединен с электромагнитным транспортным средством (которое практически является лифтом), перемещающимся к разным платформам в космосе или верхней атмосфере. Лифты будут двигаться со скоростью, достигающей тысячи километров в час.
Верхние концы кабелей будут соединены с объектом большой массы, таким как космическая станция или даже астероид. Нижняя часть кабелей будет соединяться с 50-километровой башней на Земле. Большинство проектов предполагают, что наземная башня будет располагаться на экваторе, поскольку другие регионы подвержены влиянию ураганов и торнадо. НАСА считает, что однажды такой лифт заменит собой ракеты, или уменьшит нашу зависимость от них. Хотя мы еще не успели создать подобный космический лифт, у Китая и японской корпорации Obayashi есть планы по реализации этого проекта к 2045 и 2050 годам соответственно. Если он будет построен, то стоимость доставки 0,5 кг полезного груза в космос снизится с 3 500 долларов до 25 долларов.
9. Небесный трап
Представьте себе гигантский рыболовный крючок, падающий из внешнего пространства и зависший где-то в небе. Это и есть небесный трап. Его также называют бобовым стеблем, как в «Сказке о Джеке и бобовом стебле» или лестницей Иакова, в честь библейского стиха, где с небес на землю спускалась лестница. Небесный трап часто рекламируется как малая версия космического лифта. Оба изобретения следуют одному и тому же принципу, за исключением того, что небесный трап не доходит до земли. Наземной станции тоже нет.
Сначала полезный груз доставляется на ракете или другой двигательной установке и прикрепляется к концу кабеля небесного трапа, который уже отправляет полезный груз в космическое пространство. Было высказано предположение, что небесный трап может также работать в обратном направлении для транспортировки на Землю минералов, добываемых с астероидов и других планет.
8. Космическая пушка
Большая космическая пушка способна выстреливать в космос полезным грузом. Ее нельзя использовать для запуска в космос людей, потому что сила притяжения сжала бы человека вдвое, что немедленно привело бы к смерти. Пока создать такую пушку не удалось, но это пытаются сделать несколько изобретателей.
Один из них — Джон Хантер (John Hunter). Для выполнения этой задачи он предложил использовать 1100-метровую космическую пушку под названием «быстрая пусковая установка». В 1992 году Хантер начал работать над быстрой пусковой установкой и даже протестировал 130-метровый прототип. Когда все будет закончено, быстрая пусковая установка будет установлена на уровне 490 метров ниже уровня моря где-то в районе экватора.
Можно будет видеть только верхнюю часть ствола и установки, удерживающей верхнюю часть орудия над водой. Хантер сказал, что быстрая пусковая установка снизит стоимость отправки полезного груза в космос до 113 долларов за килограмм. Он считал, что строительство пушки может быть завершено в течение семи лет, если он получит финансирование в размере 500 миллионов долларов.
7. Масс-драйвер
Масс-драйвер (или электромагнитная катапульта) работает как гигантская катапульта. В 2012 году аэрокосмический инженер д-р Джордж Мэйз (George Maise) и д-р Джеймс Пауэлл (James Powell), один из изобретателей поезда на магнитной подвеске, работали над созданием масс-драйвера, который они назвали StarTram. StarTram использует технологию магнитной левитации (maglev), которая сегодня также используется во многих высокоскоростных поездах. У таких поездов нет колес. Вместо этого по рельсам их движут магниты. В StarTram подобный поезд будет двигаться внутри трубы.
Один конец трубы будет находиться на Земле, а другой — в верхних слоях атмосферы. Однако конец в верхней атмосфере будет надежно удерживаться на земле с помощью стальных балок или чем-то подобным. Полезный груз с помощью магнитов будет разгоняться, пока не достигнет другого конца, где будет выброшен и продолжит свое путешествие в космос. Изобретатели планировали создать два масс-драйвера — один для грузов, а другой для людей. Они отметили, что драйвер для грузов обойдется в 20 млрд. долларов, и готов он будет через 10 лет. Стоимость пассажирской версии оценивается в 60 млрд. долларов, и она может быть готова через 20 лет.
Пауэлл и Маис полагают, что стоимость отправки 1 килограмма груза в космос будет стоить всего 50 долларов. Аналогичные расчеты показывают, что отправка людей на Международную космическую станцию обойдется всего в 5 тысяч долларов вместо 20 миллионов. Исследователи также считают, что StarTram можно использовать для защиты Земли от крупных астероидов, для захвата солнечной энергии и для добычи из астероидов полезных ископаемых.
6. Пусковая петля
Пусковая петля будет состоять из магнитных кабелей, покрытых защитным материалом. Ее описывали как усовершенствованную версию масс-драйвера, о котором мы только что говорили. Однако вместо того, чтобы один ее конец располагался высоко в атмосфере, оба конца петли будут находиться на земле.
Центр петли будет подниматься в небо, как американские горки. Космический корабль, или поезд будет стартовать с одного конца петли и выстреливать в пространство в ее центре. Хотя идея звучит многообещающе, сомнительно, что мы увидим эту конструкцию в ближайшее время, потому что она будет стоить целое состояние.
5. Катапульты
Космический стартап под названием Spin Launch предполагает возможность отправки полезного груза в космос с помощью катапульт. Катапульта представляет собой центрифугу, вращающуюся с высокой скоростью. На самом деле, она вращается так быстро, что отправляет полезный груз в космос со скоростью до 4 800 километров в час.
Любопытно, что НАСА испытало подобную технологию, правда с помощью железнодорожных путей, а не центрифуг. Затем НАСА отказалось от проекта, поскольку он оказался менее надежным, чем ракеты. Тем не менее, в Spin Launch полагают, что технология будет работать. Основной проблемой является сопротивление воздуха, которое может препятствовать попаданию полезного груза в космос.
4. Воздушные шары
Компания под названием World View предпочитает делать все по старинке. Вместо того, чтобы попытаться изобрести что-то новое, чтобы отправить нас в космос, они остановились на накачанных гелием воздушных шарах. Они будут подниматься в стратосферу, второй слой атмосферы Земли, если вы движетесь в космос. На борту будут два пилота и шесть туристов. Ожидается, что место на воздушном шаре будет стоить около 75 000 долларов за шестичасовой полет. В то время как 18 июня 2014 WorldView провели успешный тестовый полет прототипа, они превысили крайний срок первого платного полета, который был запланирован на 2016 год.
Один из недостатков воздушного шара – это скорость. Воздушные шары смогут достигнуть космического пространства только через два часа, что очень медленно. Ракеты попадают в космос менее чем за четыре минуты. Тем не менее, воздушный шар откроет для туристов более захватывающий вид. Кроме того, пассажирам не придется переживать резкий взлет и влияние силы тяжести, что происходит в ракетах. Еще одним недостатком является то, что шар может снести ветром на 480 километрах от точки взлета. Тем не менее, World View собираются это компенсировать, предлагая своим пассажирам обратные рейсы. В компании также упомянули, что обеспечат меры предосторожности и меры безопасности от того, чтобы шар упал на Землю, или его унесло в космос.
3. Самолеты
Чарльз Бомбардье (Charles Bombardier) и Хуан Гарсия Мансилья (Juan Garcia Mansilla) предложили использовать для космических путешествий специальные самолеты. Предлагаемый ими Paradoxal – это сверхзвуковой или гиперзвуковой самолет с реактивным двигателем, который для выхода в космос превращается в ракету. При возвращении на Землю он снова становится самолетом.
Реактивный самолет становится ракетой, когда в выхлопную трубу впрыскивается жидкий кислород. Это позволяет увеличить скорость, чтобы самолет мог покинуть Земли. Однако Бомбардье и Мансилья на самом деле не связывают это изобретение с космическими путешествиями. Они хотят, чтобы их самолет использовался для деловых поездок.
Для сокращения времени полета, этот самолет использует кривизну Земли. Например, он преодолеет 12 200 километров между Лос-Анджелесом и Сиднеем менее чем за три часа. Обычные самолеты совершают такой полет примерно за 14 часов. Камеры, установленные снаружи на самолете, позволят пассажирам наблюдать окружающее пространство. Кроме того, они испытают состояние невесомости всего одну минуту до того, как самолет начнет спускаться на Землю.
2. Орбитальное кольцо
Орбитальное кольцо очень похоже на космический лифт. Однако, в отличие от лифта, это огромное кольцо окружает Землю. Несколько точек, расположенные вдоль кольца, будут соединяться с наземными станциями здесь, на Земле.
На наземных станциях будут установлены лифты, чтобы люди могли отправиться в космос. Впервые орбитальное кольцо предложил Никола Тесла в 1870-х годах. Однако его изобретателем считают Пола Берча (Paul Birch), который в 1982 году изобрел современное орбитальное кольцо. Берч предложил изготовить орбитальное кольцо в космосе, используя ископаемые, добытые в космосе.
К сожалению, никто не стремится создать кольцо, потому что Берча неправильно поняли. Вроде бы он заявил, что кольцо обойдется в 31 триллион долларов. Хотя орбитальное кольцо вокруг Земли остается несбыточной мечтой, есть предложения установить подобные кольца вокруг Луны и других планет, что позволит нам легче добираться до них.
1.Космический фонтан
Космические фонтаны считаются альтернативой космическому лифту. У них также есть наземные и космические станции, но без лифтов. Эта идея продвигалась командой из шести человек, в числе которых был Роберт. Л. Форвард (Robert L. Forward), объяснивший эту идею в своей книге «Неотличима от магии». Предлагаемое изобретение называется космическим фонтаном, потому что оно работает как водяной фонтан. На воде, выплескиваемой фонтаном, может поддерживать мяч над землей, если сила воды остается постоянной. В то же время, вода, которая падает обратно в фонтан используется, чтобы удержать мяч. И этот процесс продолжается постоянно.
Наземная станция космического фонтана — это своего рода U-образная камера, а космическая станция-перевернутая U-образная камера. Используя логику мяча, о котором мы говорили, космическая станция остается в космосе, потому что наземная станция стреляет в нее миллионами маленьких магнитных шариков. Космическая станция стреляет шариками обратно на наземную станцию, и цикл продолжается. Стены наземной камеры будут облицованы электромагнитными ускорителями, которые будут запускать в космос любой полезный груз.
Космический фонтан остается неосуществимой идеей из-за невероятного количества энергии, которая для этого нужна. Космический фонтан с космической камерой, расположенной в 2000 километрах от наземной камеры, потребовал бы столько же энергии, сколько ее требует целый город.
