Безракетный запуск в космос: орбитальный магнитный трамплин

Автор: Александр @SaniaA3. Продолжаем цикл статей об орбитальной инфраструктуре, в прошлой статье мы разбирались с орбитальным ускорителем, а в этой статье мы разберёмся с орбитальным аккумулятором импульса, примерно посчитаем необходимую массу магнитов, сколько нужно сжечь нефти, чтобы вывести такую дорогу на орбиту и оценим возможности такого аккумулятора.

Принцип работы достаточно прост. Подбрасываем поезд на магнитной подушке вверх на высоту 400 км, для подъёма на такую высоту понадобится кинуть поезд вверх со скоростью ~1,7 км/с, если это делать с помощью обычной ракеты, то при удельном импульсе 3 500 м/с понадобится сжечь 650 кг топлива на каждую тонну полезной нагрузки, для сравнения: многоразовый Falcon 9 для вывода 1 тонны на орбиту сжигает 33 тонны топлива = в 50 раз больше.

Итак, подбрасываем поезд на высоту 400 км где он встречается с трамплином находящемся на орбите и двигающимся со скоростью 7,9 км/с. Трамплин геометрически является частью окружности (четверть в данном примере). При заезде под поезд, магниты поезда начинают отталкиваться от магнитов трамплина с ускорением 9,8 м/с2, но из-за кривизны трамплина, поезд не может отлететь от трамплина, потому что, когда поезд ускоряется «вверх» на 10 м/с и поднимается на 5 метров выше — дорога тоже поднимается на 5 метров и, таким образом, поезд постоянно находится рядом с дорогой и постоянно ускоряется. При этом скорость самого поезда относительно трамплина всегда будет одинаковая, постоянные магниты по сути создают абсолютное скольжение с почти нулевым трением.

zapusk1.png

Математически, всё считается по формулам центробежной силы, как если бы мы привязали поезд верёвкой к центру и раскрутили до 7,9 км/с — центростремительную силу тут создают магниты, а центробежная сила создаётся кривизной трамплина. Кстати, это бы работало и с обычной машиной на колёсах.

Движение по такой дороге на обычной машине ничем бы не отличалось от движения по Земле, кривизна дороги будет создавать искусственную гравитацию, если для удобства восприятия не учитывать естественную гравитацию, то вы бы ощущали всё тоже самое что и при езде по Земле с гравитацией 9,8 м/с2 — вы бы заехали на дорогу со скоростью 7,9 км/с и выехали с дороги 7,9 км/с, с той лишь разницей, что это не вы ехали по дороге — это дорога ехала под вами.

Разумеется, речь идёт о передачи импульса (постоянные магниты создают почти абсолютно упругое столкновение, КПД больше 99,99%) — вы ускоряетесь = дорога тормозит, если вы отправляетесь только в один конец, и не собираетесь возвращаться — то вам придётся оплачивать импульс, который потеряла дорога, но… если вы просто собрались слетать на Луну на пару месяцев — то по возвращении обратно вам нужно будет тормозить и проделав всё то же самое, что и при ускорении, только в обратном порядке — вы вернёте импульс трамплину — и по сути, цена такой поездки будет около нуля.

Трамплин геометрически является четвертью круга, а если увеличить его до полукруга — то скорость вылета составит 16 км/с — это уже больше третьей космической и с такой скоростью можно лететь хоть на Юпитер, хоть на Альфа Центавру.

Вы только представьте… Вы едете на мотоцикле и обращаете свой взгляд в небеса, а вверху не просто небо — там Земля, но вы не чувствуете её притяжение — вы чувствуете силу толкающую вас в другую сторону — от Земли… И вы понимаете, что вы покидаете Землю… Может быть на пару месяцев… А может и навсегда.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

Хабр