비행기를 이용해 로켓을 우주로 발사하지 못하는 이유는 무엇입니까? 로켓 없는 우주 발사 방법 비상 구조 시스템.

다단 로켓의 구조는 무엇입니까로켓 과학의 창시자인 치올코프스키의 작품에 설명된 우주 비행용 로켓의 고전적인 예를 살펴보겠습니다. 다단 로켓 제조의 기본 아이디어를 최초로 발표 한 사람은 바로 그 사람이었습니다.

로켓의 작동 원리.

로켓이 중력을 극복하려면 많은 양의 연료가 필요하며, 더 많은 연료를 섭취할수록 로켓의 질량이 커집니다. 따라서 로켓의 질량을 줄이기 위해 다단계 원리를 기반으로 제작되었습니다. 각 단계는 자체 로켓 엔진과 비행용 연료 공급 장치를 갖춘 별도의 로켓으로 간주될 수 있습니다.

우주 로켓 무대 건설.

우주 로켓의 첫 번째 단계가장 큰 비행용 로켓의 경우 1단 엔진의 공간은 최대 6개까지 가능하며, 우주로 발사해야 하는 부하가 무거울수록 로켓의 1단 엔진은 더 많아집니다.

클래식 버전에는 마치 로켓의 둘레를 둘러싸는 것처럼 이등변 삼각형의 가장자리를 따라 대칭으로 위치한 세 개가 있습니다. 이 단계는 가장 크고 가장 강력하며, 로켓을 발사하는 단계입니다. 로켓의 첫 번째 단계의 연료가 모두 소모되면 전체 단계가 폐기됩니다.

그 후, 로켓의 움직임은 2단계 엔진에 의해 제어됩니다. 로켓이 지구 저궤도에 진입하기에 충분한 첫 번째 탈출 속도에 도달하는 것은 2단계 엔진의 도움으로 이루어지기 때문에 부스터라고도 불립니다.

지구의 중력은 고도에 따라 감소하기 때문에 각 로켓 단계의 무게는 이전 단계보다 가벼워지면서 여러 번 반복될 수 있습니다.

이 과정이 반복되는 횟수는 우주 로켓이 포함하는 단계의 수입니다. 로켓의 마지막 단계는 조종(비행 수정을 위한 추진 엔진이 로켓의 각 단계에 있음)을 위해 설계되었으며 페이로드와 우주비행사를 목적지까지 전달합니다.

우리는 장치를 검토했고 로켓 작동 원리, 핵무기를 탑재한 끔찍한 무기인 탄도 다단 로켓은 정확히 같은 방식으로 제작되었으며 우주 로켓과 근본적으로 다르지 않습니다. 그들은 지구 전체의 생명체와 생명체 자체를 완전히 파괴할 수 있습니다.

다단 탄도 미사일그들은 지구 저궤도에 진입하고 거기에서 핵탄두가 장착된 분할 탄두로 지상 목표물을 공격합니다. 게다가 가장 먼 지점까지 비행하는 데에는 20~25분이 소요됩니다.

비행 경로의 대기 부분에서 첫 번째 단계로 항공기를 사용하는 것은 매우 유망하며, 화물을 궤도로 발사하는 기존 방법에 비해 상당한 이점을 갖습니다. 그러나 이 기술을 생활에 도입하고 발전시키는 데 방해가 되는 심각한 단점도 있습니다.

장점은 다음과 같습니다.

로켓 발사를 위해 복잡한 구조 세트가 필요하지 않습니다. 준비된 활주로만 있으면 됩니다. 게다가 이 활주로는 페이로드를 가장 효율적으로 전달하기 위해 적도에 위치할 필요가 없습니다. 적도를 선택한 다음 두 번째 단계를 자체에서 분리합니다. 그러나 가장 최적이고 에너지 효율적인 옵션은 물론 적도의 활주로에서 연료를 보급하고 이륙하는 것입니다. 기존 인프라를 사용할 수 있습니다.

첫 번째 단계(항공기)는 재사용이 가능하며(재사용 가능성은 Falcon 9처럼 수십 번이 아니라 수천 번으로 제한됨) 유지 관리 비용이 매우 저렴합니다.

이를 기반으로 항공기가 아닌 SSTO(single-stage-to-orbit) 단일 스테이지 우주선을 만드는 것이 가능합니다. 이 우주선은 대기 섹션에서 공기를 산화제로 사용한 다음 저장된 산소로만 전환할 수 있는 엔진을 갖추고 있습니다. 탱크. 이러한 장치는 더 유망해 보이지만 유지 관리 비용이 많이 들고 빈 탱크, 날개, 엔진 및 기타 물건의 형태로 궤도에 추가 중량을 운반해야 합니다.

이 우주 기술 분야의 개발 부족을 결정하는 단점은 다음과 같습니다.

기존 발사체에 필적하는 화물을 궤도에 발사하려면 엄청난 양력이 필요하며 필요한 날개도 매우 큽니다. 따라서 항공기 자체도 거대하고 제조 비용이 많이 듭니다(100미터부터) 날개 폭은 300m, 이륙 중량은 500~2000톤)

항공기가 로켓을 들어 올릴 수 있는 높이는 10~15km로 제한되며, 분리된 두 번째 시스템에 전달되는 속도는 음속을 초과하지 않습니다. 이는 필요한 첫 번째 우주 속도 규모에서 매우 작습니다. 수백 킬로미터의 고도에서. 예, 공기역학적 손실의 상당한 감소와 두 번째 단계에서 이러한 유형의 액체 추진제 엔진의 사용과 관련된 일부 절감 효과가 있습니다. 이는 진공 조건에서 가장 효과적이지만 이러한 절감 효과는 그다지 크지 않습니다. 지금 대략적인 계산을 해보세요);

SSTO의 경우 유지 관리 비용이 높고 완전히 새로운 유형의 다중 모드 엔진을 개발 및 생산하는 데 드는 비용이 높습니다. 지구에서 발사된 거대한 차량 전체의 형태로 과잉 질량을 궤도로 비효율적으로 발사합니다(예를 들어, 현재까지 가장 현실적인 프로젝트인 "Skylon"()은 연료가 없으며 무게가 41톤입니다).

그러나 소형 화물을 궤도로 발사하는 특정 좁은 영역(및 기타 목적)에서는 비행기가 이미 첫 번째 단계로 사용됩니다.

2. 재사용 가능한 우주선 SpaceShipTwo()는 준궤도에 있고 화물 운송용이 아니라 우주 관광용이라는 사실을 조정했습니다.

그들은 필요한 속도까지 동시에 가속하고 그러한 거물을 운반할 수 있는 항공기를 아직 제작하지 않았습니다(초과 연료의 질량을 뺀 것조차도). 그러나 그러한 프로젝트가 개발되고 있습니다.

여기에 쓰여진 모든 것은 완전히 터무니없는 것입니다. 저는 Bauman Moscow State Technical University, 항공 우주 시스템학과를 졸업하고 글을 쓰고 있습니다.

• 일부 나노 위성 및 미니 캐리어의 경우 공중 발사가 저렴할 수 있지만 정지 궤도에 적절한 무게를 발사하려면 수백 톤의 캐리어가 필요합니다. 따라서 항공기는 An보다 작지 않아야 합니다. -225 므리야. 그리고 게다가 초음속이라면... 정의상 그러한 항공기는 저렴하지 않을 것입니다.
• 보통 사람들은 로켓을 발사하려면 키가 중요하다고 생각합니다. 사실, 궤도에 진입하고 실제 우주에 진입하기 위해서는 고도가 아니라 속도가 중요한 것입니다. 로켓의 목표는 첫 번째 탈출 속도(8km/s, 약 28,000km/h)에 도달하는 것이며 어느 방향(위쪽이든 옆쪽이든)은 중요하지 않습니다. 화물기가 낼 수 있는 최대 속도는 측정 오차 범위 내에서 요구되는 속도의 3%인 900km/h입니다. 물론 고속에 도달할 수 있는 초음속 항공기도 있지만 탑재량은 미미합니다. 목표가 성층권을 몇 분 동안 타는 것이라면 비행기가 도움이 될 수 있지만 실제 우주에는 더 심각한 것이 필요합니다.
• 로켓의 경우 1단계 분리는 고도 40km 이상, 속도 2~3km/s에서 이루어지며, 항공기는 고도 약 10~12km까지 상승해 약 200m의 속도를 보고합니다. /에스. 본질적으로 항공기는 (일반적으로 해당 시스템에 대한 광고 브로셔에 작성된 것처럼) 첫 번째 단계를 대체하는 것이 아니라 첫 번째 단계의 약 1/4(또는 1/5) 정도를 대체하는 것으로 나타났습니다.
• 분리. 900km/h의 속도로 10km 고도에서 비행하는 비행기가 있는데 그 안에는 비행기 자체보다 무거운 로켓이 있다고 상상해 보십시오. 비행기 자체를 건드리거나 비행기에 방해를 주지 않고 어떻게든 안전하게 발사해야 합니다. 이는 사소한 기술적 작업이 아닙니다. 로켓은 압축 하중을 위해 설계되었지만 비행기에서 발사되면 굽힘 하중이 발생합니다. (비행기는 기수를 위로 날 수 없지요?) 저것들. 기존의 궤도 로켓이 비행기에서 떨어지면 즉시 파손됩니다. 저것들. 더 내구성이 있는 로켓을 만들어야 하므로 더 무겁게 만들어야 하며 이는 발사된 하중의 질량이 더 적다는 것을 의미합니다.
• 로켓을 발사하세요. 발사 단지의 사진을 본 적이 있습니까? 마스트, 고정 장치, 가스 배출구, 액체 연료 탱크 및 온도 제어 시스템이 있습니다. 이제 이 모든 것이 비행기에 꼭 맞아야 합니다. 정말 농담 같았어요. "이제 이 모든 헛소리를 다 끝내고 이륙하려고 합니다."
• "뭔가 잘못되었습니다" 비디오를 기억하시나요? 이것은 카자흐 대초원에서 일어났으며 사람들은 발사 중에 수십 킬로미터를 이동했습니다. 로켓의 경우 대략 20번째 비행마다 문제가 발생합니다. 이제 비행기에서 이런 일이 일어났다고 상상해 보세요. 조종사들이 안타깝지 않나요?

요약: 아마도 미래에는 항공우주 시스템이 다른 기술을 사용하여 등장할 것입니다. 수소초음속 무인기라든가 그럴 수도 있겠지만, 기존 항공기 기술로는 항공기가 로켓의 방해만 할 뿐입니다.

로켓은 뉴턴의 운동 제3법칙인 "모든 행동에는 동등하고 반대되는 반응이 있다"는 훌륭한 예입니다. 최초의 로켓은 기원전 4세기 타렌툼의 아르키타스(Archytas of Tarentum)가 발명한 증기 동력의 나무 비둘기로 여겨집니다. 증기기관은 중국군의 화약관에 의해 추월되었고 그 다음에는 Konstantin Tsiolkovsky가 발명하고 Robert Goddard가 개발한 액체 연료 로켓에 의해 추월되었습니다. 이 기사에서는 간단한 것부터 복잡한 것까지 집에서 로켓을 만드는 다섯 가지 방법을 설명합니다. 마지막에는 로켓 구성의 기본 원리를 설명하는 추가 섹션을 찾을 수 있습니다.

단계

풍선 로켓

낚싯줄이나 실의 한쪽 끝을 지지대에 묶습니다.지지대는 의자 뒷면이나 문 손잡이가 될 수 있습니다.

실을 플라스틱 빨대에 통과시키세요.끈과 튜브는 풍선 로켓의 궤적을 제어할 수 있는 내비게이션 시스템 역할을 합니다.

• 모델 로켓 키트는 유사한 기술을 사용하여 비슷한 길이의 튜브를 로켓 본체에 부착합니다. 이 튜브는 발사 플랫폼의 금속 튜브를 통과하여 발사될 때까지 로켓을 수직으로 유지합니다.

1. 실의 다른 쪽 끝을 다른 날실에 묶습니다.이 작업을 하기 전에 반드시 실을 팽팽하게 당겨주세요.

   풍선을 부풀립니다.풍선 끝부분을 꼬집어 공기가 빠져나가는 것을 방지하세요. 손가락, 종이 클립 또는 옷핀을 사용할 수 있습니다.

   테이프로 공을 튜브에 붙입니다.

   풍선에서 공기를 빼냅니다.로켓은 스레드의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 설정된 궤적을 따라 비행합니다.

   • 길거나 둥근 풍선으로 이 로켓을 만들 수 있고, 빨대 길이를 실험해 볼 수도 있습니다. 로켓의 비행 경로가 발생하는 각도를 변경하여 로켓이 이동하는 거리에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수도 있습니다.
   • 비슷한 방법으로 제트보트를 만들 수 있습니다. 우유팩을 세로로 자릅니다. 바닥에 구멍을 뚫고 공을 통과시킵니다. 풍선을 부풀린 다음 보트를 물이 담긴 욕조에 넣고 풍선에서 공기를 빼냅니다.

2. 연필이나 다웰 주위에 직사각형을 단단히 감습니다.중앙이 아닌 연필 끝 부분부터 종이 조각을 굴리기 시작합니다. 스트립의 일부는 연필 심이나 다웰 끝 부분 위에 걸려 있어야 합니다.

   • 빨대보다 약간 두껍지만 너무 두껍지는 않은 연필이나 다월을 사용하세요.

3. 종이가 풀리지 않도록 가장자리에 테이프를 붙입니다.연필의 전체 길이를 따라 종이를 테이프로 붙입니다.

   돌출된 가장자리를 원뿔 모양으로 접습니다.테이프로 고정합니다.

   연필이나 다웰을 제거하십시오.

   로켓에 구멍이 있는지 확인하세요.로켓의 열린 끝부분에 부드럽게 바람을 불어넣습니다. 로켓의 측면이나 끝에서 공기가 빠져나가고 있음을 나타내는 소리를 듣고 로켓을 부드럽게 만져 공기가 빠져나가는 것을 느껴보세요. 로켓의 모든 구멍을 막고 모든 구멍을 수리할 때까지 로켓을 다시 테스트하십시오.

   종이 로켓의 열린 끝에 꼬리 지느러미를 추가합니다.이 로켓은 매우 좁기 때문에 3~4개의 개별 작은 핀보다 인접한 두 쌍의 핀을 자르고 붙이는 것이 더 쉽습니다.

   로켓의 열린 부분에 튜브를 놓습니다.손가락으로 끝부분을 집을 수 있을 정도로 튜브가 로켓에서 충분히 튀어나왔는지 확인하세요.

   튜브에 날카롭게 불어 넣습니다.로켓은 숨결의 힘으로 높이 날아갈 것입니다.

   • 로켓을 발사할 때 항상 튜브와 로켓을 위쪽으로 향하게 하고 다른 사람을 향해 발사하지 마십시오.
   • 다양한 로켓을 제작하여 다양한 변화가 비행에 어떤 영향을 미치는지 확인하세요. 또한 다양한 호흡 강도로 로켓을 발사하여 호흡 강도가 로켓 이동 거리에 어떤 영향을 미치는지 확인해 보세요.
   • 종이 로켓처럼 생긴 이 장난감은 한쪽 끝에는 플라스틱 원뿔이, 다른 쪽 끝에는 플라스틱 낙하산이 달려 있었습니다. 낙하산은 막대에 부착된 다음 판지 튜브에 삽입되었습니다. 튜브 안으로 바람이 불자 플라스틱 콘이 공기를 붙잡고 날아올랐습니다. 최대 높이에 도달하면 막대기가 떨어져 낙하산이 열렸습니다.

영화는 로켓을 발사할 수 있다

1. 로켓을 만들 길이/높이를 결정하세요.권장 길이는 15cm이지만, 더 길거나 짧게 할 수 있습니다.

   필름 캔을 받으세요.그것은 로켓의 연소실 역할을 할 것입니다. 여전히 필름 작업이 가능한 사진관에서 이러한 병을 찾을 수 있습니다.

   • 외부가 아닌 내부에 딱 맞는 병을 찾으십시오.
   • 필름병을 찾을 수 없다면 스냅온 뚜껑이 달린 오래된 플라스틱 약병을 사용할 수 있습니다. 스냅온 뚜껑이 있는 병을 찾을 수 없다면 병 입구에 꼭 맞는 마개를 찾으세요.

2. 로켓을 만드세요.로켓 본체를 만드는 가장 쉬운 방법은 튜브를 통해 발사되는 종이 로켓과 동일한 방법을 사용하는 것입니다. 간단히 필름 캔에 종이 조각을 감으면 됩니다. 이 병은 로켓 발사기 역할을 하므로, 로켓이 날아가는 것을 방지하기 위해 종이를 테이프로 붙이는 것이 좋습니다.

   로켓을 발사할 위치를 결정하세요.로켓은 상당히 높이 날아갈 수 있으므로 이러한 유형의 로켓은 열린 공간이나 거리에서 발사하는 것이 좋습니다.

   병에 물을 1/3 정도 채우세요.발사대 근처에 물 공급원이 없으면 다른 곳에서 로켓을 채우고 거꾸로 패드까지 운반하거나 플랫폼에 물을 가져와 거기에 로켓을 채울 수 있습니다.

   발포성 정제를 반으로 나누어 절반을 물에 넣으십시오.

   병을 닫고 로켓을 거꾸로 뒤집습니다.

   안전한 거리로 이동하세요.정제가 물에 용해되면 이산화탄소가 방출됩니다. 병 내부에 압력이 쌓이고 뚜껑이 찢어지면서 로켓이 하늘로 발사됩니다.

매치로켓

알루미늄 호일을 작은 삼각형으로 자릅니다.밑변이 2.5cm이고 중앙값이 5cm인 이등변삼각형이어야 합니다.

성냥갑에서 성냥을 꺼냅니다.

핀의 날카로운 끝이 성냥의 머리 부분에 닿지만 그보다 길지 않도록 성냥을 직선 핀에 부착합니다.

맨 위에서부터 시작하여 성냥과 핀 머리 주위에 알루미늄 삼각형을 감습니다.바늘이 제자리에서 벗어나지 않도록 성냥 주위에 포일을 최대한 단단히 감습니다. 이 과정을 완료하면 래퍼가 성냥 머리 아래로 약 6.25mm 확장되어야 합니다.

손톱에 붙인 호일을 기억하세요.이렇게 하면 포일을 성냥 머리에 더 가깝게 밀고 포일 아래 핀에 의해 형성된 채널을 더 잘 표시할 수 있습니다.

호일이 찢어지지 않도록 바늘을 조심스럽게 잡아 당깁니다.

클립으로 발사대를 만들어 보세요.

• 클립의 바깥쪽 접힌 부분을 60도 각도로 구부립니다. 이것이 출시 플랫폼의 기초가 될 것입니다.
• 클립의 안쪽 접힌 부분을 위로 약간 옆으로 접어 열린 삼각형을 만듭니다. 호일로 감싼 성냥 머리를 여기에 부착합니다.

1. 로켓 발사 장소에 발사대를 놓습니다.다시 한 번 말씀드리지만, 이 로켓은 꽤 먼 거리를 이동할 수 있으므로 외부의 열린 공간을 찾으세요. 성냥 로켓이 발화할 수 있으므로 건조한 지역은 피하세요.

   • 로켓을 발사하기 전에 우주공항 근처에 사람이나 동물이 없는지 확인하세요.

2. 머리가 위를 향하도록 성냥 로켓을 발사대에 놓습니다.로켓은 발사대 바닥과 지면에서 최소 60도 각도에 위치해야 합니다. 조금 낮으면 원하는 각도가 될 때까지 클립을 더 구부립니다.

   로켓을 발사하세요.성냥에 불을 붙이고 포장된 성냥 로켓 머리 바로 아래에 불꽃을 놓습니다. 로켓 안의 인에 불이 붙으면 로켓이 이륙하게 됩니다.

   • 사용한 성냥을 완전히 불이 꺼질 수 있도록 물통을 근처에 두십시오.
   • 로켓이 예기치 않게 당신을 때리면 얼어붙고 땅에 쓰러져 불이 떨어질 때까지 굴러보세요.

물 로켓

1. 로켓의 압력실 역할을 할 빈 2리터짜리 병 하나를 준비하세요.이 로켓을 만드는데 플라스틱 병이 사용되었기 때문에 병 로켓이라고도 불린다. 병 내부에서 발사되는 경우가 많기 때문에 병 로켓이라고도 알려진 폭죽 유형과 혼동해서는 안 됩니다. 이러한 형태의 병 로켓은 여러 곳에서 금지되어 있습니다. 물 로켓은 금지되지 않습니다.

   지느러미를 만드세요.플라스틱 로켓 본체는 꽤 튼튼하기 때문에, 특히 테이프로 보강한 후에는 똑같이 튼튼한 지느러미가 필요합니다. 단단한 판지가 이에 적합할 수 있지만 몇 번만 시작하면 지속됩니다. 플라스틱 파일 폴더를 만드는 것과 유사한 플라스틱을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

   • 첫 번째 단계는 지느러미에 대한 디자인을 생각해 내고 플라스틱 지느러미를 잘라낼 종이 스텐실을 만드는 것입니다. 지느러미가 무엇이든 나중에 힘을 얻으려면 각 지느러미를 반으로 접어야 한다는 점을 기억하세요. 또한 병이 좁아지기 시작하는 지점에도 도달해야 합니다.
   • 스텐실을 잘라서 이를 사용하여 플라스틱이나 판지에서 동일한 핀 3~4개를 잘라냅니다.
   • 핀을 반으로 구부린 후 강력한 테이프로 로켓 본체에 부착합니다.
   • 로켓 디자인에 따라 핀을 병목/로켓 노즐보다 길게 만들어야 할 수도 있습니다.

2. 노즈콘과 페이로드 베이를 만듭니다.이를 위해서는 두 번째 2리터 병이 필요합니다.

   • 빈 병의 바닥을 잘라냅니다.
   • 절단된 병 상단에 페이로드를 놓습니다. 하중은 플라스틱 덩어리부터 탄성 밴드 공까지 무엇이든 될 수 있습니다. 잘라낸 바닥 부분을 바닥이 목을 향하게 하여 병 안에 넣습니다. 테이프로 구조를 고정한 다음 이 병을 압력실 역할을 하는 병 바닥에 붙입니다.
   • 로켓의 앞부분은 플라스틱 병뚜껑부터 폴리비닐 튜브, 플라스틱 콘까지 무엇이든 만들 수 있습니다. 로켓에 사용할 노즈를 결정하고 조립한 후 로켓 상단에 부착하세요.

3. 로켓의 균형을 테스트해보세요.로켓을 검지에 올려놓으세요. 균형점은 압력실 바로 위(첫 번째 병 바닥)에 있어야 합니다. 밸런스 포인트가 꺼져 있으면 플러스 웨이트 섹션을 제거하고 웨이트의 무게를 변경하십시오.

4. 해제/제한 밸브를 생성합니다.물 로켓을 발사하기 위해 만들 수 있는 여러 가지 장치가 있습니다. 그 중 가장 쉬운 것은 압력 챔버 역할을 하는 병의 목에 부착된 시작 및 제한 밸브입니다.

   • 병목 부분에 꼭 맞는 와인 마개를 찾으세요. 코르크가 너무 넓다면 가장자리를 약간 다듬어야 할 수도 있습니다.
   • 자동차 타이어나 자전거 바퀴의 내부 튜브에 사용되는 것과 같은 밸브 시스템을 찾아보세요. 밸브 직경을 측정합니다.
   • 플러그 중앙에 밸브와 동일한 직경의 구멍을 뚫습니다.
   • 밸브 스템을 청소하고 나사산과 개구부 위에 테이프를 붙입니다.
   • 플러그 구멍을 통해 밸브를 밀어 넣은 다음 실리콘이나 우레탄 실런트로 밀봉합니다. 밸브에서 테이프를 제거하기 전에 실런트가 완전히 건조되도록 하십시오.
   • 밸브를 테스트하여 공기가 자유롭게 흐를 수 있는지 확인하십시오.
   • 압력 챔버에 약간의 물을 붓고 로켓을 똑바로 세워 리미터를 테스트합니다. 누출이 발견되면 밸브를 다시 장착하고 다시 테스트하십시오. 밸브가 새지 않는다고 확신하면 다시 테스트하여 공기가 제한 장치를 병 밖으로 밀어내는 압력이 어느 정도인지 확인하십시오.
   • 여기에서 더 복잡한 실행 시스템을 만드는 방법에 대한 지침을 찾을 수 있습니다.

다음은 전 세계가 지난 세기의 상징으로 간주하는 20세기의 주요 업적 중 하나인 우주 비행에 대해 설명하는 책입니다. 그러나 우주 비행은 현대 과학 연구 및 기술 성과의 분야일 뿐만 아니라 세계 초강대국인 소련과 미국 사이의 우주 전쟁터가 되었습니다. 군비 경쟁과 냉전으로 인해 과학자들은 반대 시스템에서 현실보다 앞서 있는 새롭고 환상적인 프로젝트를 만들었습니다.

이 책은 우주 이전 시대의 로켓 시스템을 다루고 있습니다.

이 책에는 광범위한 설명 자료가 포함되어 있으며 전문가와 역사 애호가 모두에게 흥미로울 것입니다.

첫 번째 단계가 분리된 직후 두 번째 단계의 엔진이 작동하기 시작하고 수평선에 대한 궤적의 경사각은 지속적으로 감소합니다. 모든 제어 장치는 로켓의 두 번째 단계에 있습니다. 세 번째 단계의 머리 부분에는 유선형 원뿔의 보호 아래 인공위성 자체가 설치됩니다. 2단 엔진의 시동과 함께 로켓은 유선형 원뿔에 대한 필요성이 사라지고 쓸모없는 부하가 될 정도로 높이 올라갑니다. 따라서 2단 엔진이 가동되기 시작한 직후에는 노즈콘을 폐기하게 된다.

2단계 엔진의 작동 종료는 로켓이 약 225km 고도까지 상승하는 것과 동시에 발생합니다. 그런 다음 두 번째 단계는 경사각에 따라 관성에 의해 고도 320-480km까지 상승합니다. 로켓은 발사 후 10분 만에 발사 지점으로부터 1,130㎞ 거리에 도달한 뒤 2단이 분리돼 바다에 낙하해 총 수평 약 2,250㎞를 비행한다.

2단 엔진이 꺼진 후에도 일정 시간 동안 2단과 3단은 서로 연결된 상태를 유지한 채 관성에 의해 계속해서 고도를 얻습니다. 수동 상승의 특정 지점에서 로켓이 회전하기 시작하여 세 번째 단계가 안정화됩니다. 로켓이 최대 고도에 도달하고 지구 표면과 평행한 궤적 구간에 진입하자마자 3단계 엔진이 켜지고 2단계 엔진이 분리됩니다.

그 후, 지구 표면에 접선 방향으로 이동하는 세 번째 단계는 지구 대기 밖으로 날아갑니다. 두 번째와 세 번째 단계의 수동 상승 중에는 속도의 일부가 자연스럽게 손실되므로 세 번째 단계에서는 궤도 속도의 약 절반, 즉 3.2km/s 이하의 속도로 능동 비행을 시작합니다. 3단계 엔진의 모든 연료가 연소되면 궤도를 이동하는 데 필요한 속도가 발생합니다. 이 순간 위성은 3단계에서 분리되어야 합니다. 이 목적을 위해 개발된 메커니즘은 3단계 엔진의 작동 기간 동안 계산된 관성 타이머의 신호에 의해 해제되는 압축 스프링으로 구성됩니다. 늘어나면 이 스프링이 구형 위성을 발사체 밖으로 밀어냅니다. 이러한 분리는 발사체에 비해 단 0.9m/s의 속도로 발생하므로 최종적으로 위성에서 분리된 후 세 번째 단계(발사체)도 계속 궤도를 따라 이동하여 두 번째 지구 위성이 됩니다.

값싼 우주 발사가 이루어지면 우리 세상이 어떻게 변할지 상상하기 어렵습니다. 다른 행성과 위성 기반의 기지, 우주 관광, 궤도 공장 등이 현실이 아니라 일반화될 것입니다. 요람 너머로 화물을 운송하는 비용을 줄이는 것이 이제 모든 우주 비행의 주요 목표입니다. 로켓이 아닌 방법을 사용하여 화물을 발사하는 가장 인기 있는 프로젝트에 대한 개요를 알려드립니다.

우주엘리베이터

이는 미디어에서 가장 인기 있고 널리 복제되는 방법임에 틀림없습니다. 우주 엘리베이터는 지구 표면에서 우주까지 144,000km까지 뻗어 있는 케이블입니다.
베이스케이블이 부착되어 하중이 들어올리기 시작하는 행성 표면의 장소입니다. 이동 가능(예: 원양 항해 선박에 배치)되거나 이동 불가능할 수 있습니다. 이동식 베이스의 장점은 매우 분명합니다. 케이블을 손상시킬 수 있는 허리케인과 폭풍을 피할 수 있습니다.

케이블이것은 초강력 재료로 만들어진 매우 가는 실(물론 길이에 비해)로, 정지궤도를 넘어 원심력으로 인해 이 위치에 고정됩니다. 현재로서는 그러한 물질을 만드는 것이 불가능하지만, 이론에 따르면 탄소나노튜브가 그러한 물질이 될 수 있습니다. 아아, 산업 규모의 생산은 아직 멀었습니다. 공간 밧줄의 강도는 높이에 따라 65-120기가파스칼 정도여야 합니다(비교를 위해 강철의 강도는 1GPa를 초과하지 않습니다).

균형추케이블이 항상 장력 상태에 있도록 하는 역할을 합니다. 소행성이나 우주 기지(더 매력적인) 등 어떤 거대한 물체로도 사용될 수 있습니다. 균형추는 정지 궤도보다 훨씬 위에 위치하므로 케이블이 끊어지면 태양에 가까운 궤도로 날아갈 수 있습니다. 따라서 우주정거장 역할을 하려면 자체 추진 시스템을 갖추고 있어야 합니다.

화물은 특수 리프트(또는 둘 이상)에 의해 궤도로 들어올려지며, 과학자들의 계산에 따르면 끝에서 끝까지의 여행은 약 7일이 소요됩니다. 물론 빠르지는 않지만 매우 저렴합니다. 결국 이것은 준비하는 데 수개월이 걸리는 로켓 발사보다 훨씬 빠릅니다. 물론 이 정도 규모의 프로젝트는 국제적이어야 합니다. 어떤 국가도 단독으로 처리할 수 없기 때문입니다. 그리고 이것은 차례로 많은 문제와 질문을 제기합니다. 첫째, 그러한 구조는 어떤 영역에 배치되어야 하는가? 실제로 거대한 크기로 인해 여러 주의 영공을 침해하는 것을 피하는 것은 불가능합니다. 둘째, 우주엘리베이터는 테러공격과 군사적 충돌로부터 보호되어야 한다.

장점:

• 정지 궤도로의 화물 운송 비용이 상대적으로 저렴함
• 행성 간 우주선 발사 시 상당한 비용 절감
• 저렴한 우주 여행 구현 가능성
• 로켓과 달리 독성 물질이 대기 중으로 방출되지 않습니다.

단점:

• 구현 복잡성
• 높은 건설 비용
• 많은 법률 및 규제 문제를 해결해야 할 필요성

그리고 케이블은 초강력 재질로 만들어져야 하는데 아쉽게도 현재는 구할 수 없습니다.

가장 적합하고 창조에 가장 가까운 소재는 탄소나노튜브이지만, 생산 진전에는 아직 아쉬운 점이 많다. 또한 이것은 궤도에 진입하는 가장 빠른 방법은 아닙니다.

우주로 보내는 풍선엘리베이터

캐나다 회사인 Thoth Technology는 덜 야심찬 길을 택하기로 결정했습니다. 2015년 7월 21일 미국에서 특허를 취득한 타워의 높이는 20km, 직경은 약 230m에 이른다.

타워에는 페이로드가 탑재된 위성을 발사할 수 있는 하나 이상의 데크가 장착됩니다. 20km는 36,000km만큼 인상적이지는 않지만 토트 타워는 현재 지구상에 있는 다른 인공 구조물보다 여전히 20배 더 높습니다. 또한 우주 발사 비용을 약 3분의 1 정도 줄일 수 있을 만큼 높아질 것입니다.

캐나다 엔지니어들은 내부 엘리베이터가 있는 강화된 팽창식 부분으로 타워를 만들 것을 제안합니다.

거대한 풍선 타워는 바람에 흔들리면 안 되지만 구조물 자체가 너무 높아서 가이 로프를 사용할 수 없습니다. 이러한 이유로 전문가들은 동적 안정성을 제공하고 구조물의 압축기 역할을 하는 플라이휠 시스템을 사용할 것을 제안합니다. 플라이휠은 압력과 회전을 조절하고 타워의 구부러짐을 보상하며 항상 고정된 상태를 유지합니다.

이 특허는 또한 엘리베이터가 케이블 위에서 움직이지 않을 것이라고 가정합니다(20km 길이의 케이블은 변형 없이는 자체 무게를 지탱할 수 없습니다). 하중은 주입된 압력으로 인해 공압 튜브를 통해 위쪽으로 전달되거나 기계식 스파이더와 유사한 장치를 사용하여 외부에서 전달됩니다.

토트 타워의 주요 목적은 타워 꼭대기에서 우주선을 발사하는 것입니다. 이는 발사대 역할을 하며 발사체의 1단을 대체하게 된다. 착륙과 급유에도 사용할 수 있습니다.

스카이훅(Skyhook)은 지구 저궤도에 있는 회전 위성으로, 반대 방향으로 갈라지는 두 개의 상당히 긴 케이블입니다. 위성은 각 회전마다 케이블이 대기의 상부 경계에 접촉하도록 궤도 평면에서 회전해야 합니다.

구조물의 회전 속도는 궤도 속도를 부분적으로 또는 완전히 보상합니다. 전반적으로 Skyhook은 궤도 속도로 지구 표면을 따라 굴러가는 측면에 두 개의 바퀴살이 있는 거대한 관람차와 비슷합니다. Skyhook 케이블은 극초음속 항공기나 성층권 풍선의 하중을 매달아 두는 데 사용할 수 있습니다. 동시에 전체 Skyhook 구조는 토크와 운동 에너지를 축적하는 거대한 플라이휠처럼 작동합니다.

루프 시작

발사 루프 또는 Lofstrom 루프는 화물을 지구 저궤도로 발사하도록 설계된 케이블 운송 시스템의 설계입니다. 이 프로젝트는 진공관 내부에서 엄청난 속도(12~14km/s)로 지속적으로 움직이는 케이블을 기반으로 합니다. 코드가 파이프 벽에 닿지 않도록 자기 서스펜션으로 코드를 서로 분리합니다.

공간 루프의 가속기 섹션(리턴 케이블은 표시되지 않음)

일반적으로 이 장치는 길이가 약 2000km에 달하는 거대한 구조물이며, 회전 케이블의 관성 모멘트로 인해 루프 자체가 최대 80km 높이까지 올라가서 거기에 고정되어야 합니다. 케이블을 회전시키면 전체 구조물의 무게가 케이블을 지지하는 한 쌍의 자기 베어링(양 끝에 하나씩)으로 전달됩니다. 이 시스템의 장점은 3g의 상대적으로 온화한 중력 수준을 제공하면서 우주 관광객 발사를 지원할 수 있다는 것입니다.

장점

발사 루프는 높은 발사율(날씨에 관계없이 시간당 여러 번 발사)을 제공할 것으로 예상되며 이 시스템은 사실상 오염을 일으키지 않습니다. 로켓 발사는 배기가스의 높은 온도로 인해 질산염 형태의 오염물질을 생성하며, 연료 종류에 따라 온실가스를 배출할 수 있습니다. 일종의 발전소인 스타팅 루프는 환경 친화적이며 시스템에 거대한 에너지 저장 장치가 내장되어 있기 때문에 지열, 원자력, 태양열, 풍력 또는 기타 간헐적 유형의 에너지원에서도 작동할 수 있습니다. 장치.

며칠에 걸쳐 방사선 벨트를 통과해야 하는 우주 엘리베이터와 달리, 발사 루프에 있는 승객은 방사선 벨트 아래에 있는 저지구 궤도로 발사되거나 몇 시간 내에 이를 통과할 수 있습니다. 이 상황은 우주 엘리베이터가 제공할 수 있는 방사선량보다 200배 낮은 방사선량을 받은 아폴로 우주비행사가 직면한 상황과 유사합니다.

전체 길이에 걸쳐 우주 잔해 및 운석과 충돌할 위험이 있는 우주 엘리베이터와 달리 발사 루프는 공기 저항으로 인해 궤도가 불안정한 고도에 위치합니다. 우주 쓰레기는 오랫동안 그곳에 남아 있지 않으며, 설치물과 충돌할 가능성은 매우 적습니다. 우주 엘리베이터의 수명은 수년 정도이지만 발사 루프의 손상이나 파괴는 비교적 드뭅니다. 더욱이, 발사 루프 자체는 사고가 발생하더라도 우주 쓰레기의 중요한 원인이 아닙니다. 가능한 모든 조각은 대기와 교차하는 근지점을 가지거나 속도가 첫 번째 우주 속도보다 낮습니다.

발사 루프는 안전하고 대다수의 사람들이 다룰 수 있는 최대 가속도가 3g이기 때문에 사람 수송에 맞춰져 있습니다. 게다가 우주엘리베이터보다 훨씬 더 빠르게 우주공간에 도달할 수 있는 방법을 제공한다.

발사 루프는 조용히 작동하며 로켓과 달리 소음 영향을 미치지 않습니다.

마지막으로 페이로드를 궤도에 발사하는 데 드는 비용이 저렴하므로 우주 식민지화에도 적합합니다.

어려움

꼬이지 않은 루프는 운동량의 형태로 엄청난 양의 에너지를 저장합니다. 자기부상 시스템은 많은 중복성을 갖기 때문에 작은 영역에서의 오류는 시스템 기능에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 구조가 심각하게 파괴되면 저장된 에너지 전체(1.5페타줄)가 방출됩니다. 이는 350킬로톤의 출력을 가진 원자폭탄이 폭발하는 것과 같습니다(방사선 방출은 없음). 이는 엄청난 양의 에너지이지만 크기가 매우 크기 때문에 구조물 전체가 파괴될 가능성은 거의 없으며, 오작동이 감지되면 대부분의 에너지가 특별히 설계된 위치로 전달되기 때문입니다. 예를 들어 낙하산을 제공하는 등 손상을 최소화하면서 80km 높이에서 케이블을 낮추는 조치를 취해야 할 수도 있습니다. 따라서 안전 및 천체 역학적 이유로 발사 루프는 인구 밀집 지역에서 떨어진 적도 근처 바다 위에 설치되어야 합니다.

공개된 발사 루프 설계에는 전력 손실을 최소화하고 다른 원인으로 인한 케이블 감쇠를 안정화하기 위해 자기 부상의 전자 제어가 필요합니다. 불안정성은 주로 케이블뿐만 아니라 회전 부분에서도 발생합니다.

로터를 자석에서 멀어지게 이동하면 자기 인력이 감소하고 자석 쪽으로 이동하면 인력이 증가하므로 회전 섹션은 잠재적으로 불안정합니다. 어쨌든 불안정성이 발생합니다. 이 문제는 자석의 힘을 제어하는 ​​서보 제어 시스템을 사용하여 해결됩니다. 높은 회전자 속도에서 서보의 신뢰성이 연구 주제이지만 시스템 오류가 발생할 경우 회전자를 억제하기 위해 매우 많은 직렬 서보 섹션이 손실됩니다.

힘은 훨씬 낮지만 케이블 섹션도 이러한 잠재적인 운명을 공유합니다. 그러나 또 다른 잠재적인 불안정성은 케이블/외피/로터가 구불구불할 수 있고(Lariat 회로와 같이) 이 프로세스의 진폭이 제한 없이 증가할 수 있다는 것입니다(공명). 로프스트롬은 서보 메커니즘을 사용하여 이러한 불안정성을 실시간으로 제어할 수도 있다고 믿습니다. 그러나 아직 아무도 이를 수행하지 않았습니다.

시스템의 진공을 허용 가능한 수준으로 유지하려면 길이를 따라(즉, 고도 80km에서도) 균등하게 분포되어 누출을 보상하기 위해 지속적으로 펌핑 작업을 하는 많은 진공 펌프가 필요합니다.

바다 한가운데서 필요한 전력을 확보하는 것이 어렵다.

문제

• 준궤도 우주 비행은 고도 약 100km에서 시작되지만 이미 고도 30km에서는 공기 밀도 감소로 인해 날개의 공기역학적 이점이 무효화되고 고도를 더욱 높이려면 로켓 기술이 필요합니다.
• 확장성은 어렵습니다. 궤도에 최소 2톤을 발사하는 로켓의 무게는 100~200톤으로 기존 항공기의 리프팅 용량 한계에 가깝습니다. An-124는 120톤, An-225~247톤을 들어 올립니다.
• 탑재체 및 발사체의 구조적 강도 문제 - 위성은 축 방향 과부하만 견디도록 설계되는 경우가 많으며 수평 조립(위성이 "측면"에 있는 경우)도 허용되지 않습니다.
• 강력한 초음속 엔진 개발의 필요성. 효과적인 항공모함은 빠른 항공모함이므로 기존의 터보제트 엔진은 적합하지 않습니다.

현재의 기술 개발 수준에서 항공우주 시스템은 화물을 궤도로 운반하는 효과적인 수단이 될 수 있지만, 화물이 작고(5톤 정도) 운반체가 극초음속인 경우에만 가능합니다.

StarTram, 궤도 대포(가우스 대포), 전자기 투석기 및 로켓 썰매.

이 모든 아이디어는 19 세기 공상 과학 작가들이 고려한 거대한 총에서 발사하여 물체를 발사하는 아이디어와 유사합니다. 시간이 지남에 따라 개념은 개선되었으며 오늘날 이론가들은 여전히 ​​궤도로의 전달 방법으로 간주하고 있습니다. 이 비로켓 발사 방법의 핵심은 전자기 가속을 통해 장치를 "사격"하여 충분한 속도를 제공하고, 궤도에 도달할 때 최소한의 연료를 사용하여 최대 화물을 운반할 수 있다는 것입니다.

StarTram은 130km 길이의 터널을 통해 30g의 과부하로 무인 선박을 가속할 것을 제안합니다. 터널 끝에는 공기가 터널로 들어가는 것을 방지하는 플라즈마 창이 있습니다. 이상적으로 창은 6000km 높이의 산 정상에 위치해야 하며, 발사 각도는 10도, 속도는 8.78km/s입니다. 동쪽으로 "촬영"하면 대기 통과로 인한 손실을 보상하는 추가 속도의 형태로 지구의 회전으로 인한 보너스를 얻을 수도 있습니다.

디자인 자체는 총신 길이가 수 킬로미터에 달하거나 미사일 사일로의 원리에 따라 표면 깊숙이 위치할 수 있는 거대한 포병 무기와 유사합니다.

이론적으로 이러한 설계를 통해 발사체는 정지 궤도에 진입하는 데 필요한 첫 번째 우주 속도(약 8km/s)까지 가속될 수 있습니다. 그러나 이러한 가속으로 달성되는 과부하는 약 100g으로 엄청납니다. , 그리고 대기 하층의 공기 저항에는 "발사체" 포탄에 튼튼한 내열 재료가 필요하므로 이 발사 방법을 화물에만 사용하는 것이 합리적입니다.

우주포 자체는 지구 주위의 안정적인 궤도로 화물을 발사하는 데 적합하지 않습니다. 물리 법칙은 발사 후 비행 수정 없이 안정적인 궤도를 달성하는 것을 허용하지 않습니다. 발사 궤적은 포물선형, 쌍곡선형 또는 타원형(첫 번째 탈출 속도에 도달 시)일 수 있습니다.

후자는 발사 지점에서 지구 표면에서 끝납니다(행성의 회전과 대기 저항의 플러스 또는 마이너스). 즉, 발사가 첫 번째 탈출 속도에서 이루어진다면 조정 없이 탄도 궤도는 항상 첫 번째 궤도 내에서 행성으로 추락하게 됩니다. 두 번째 탈출 속도로 발사되면 발사체는 지구 궤도와 교차하는 태양 주위의 궤도로 들어갑니다. 그러나 이 궤도는 다른 행성의 교란으로 인해 변경될 수 있으며 더 이상 지구 궤도와 교차하지 않습니다. 따라서 우주포에서 발사하는 것은 수정을 위해 자체 엔진을 장착한 장치에만 가능하며, 대기권을 통과하려면 심각한 열 보호도 필요합니다.

그러나 예를 들어 대기가 없는 달에서는 대포 디자인이 최적일 수 있습니다.

레이저 추진 시스템

레이저 추진 시스템은 두 가지 방법으로 우주선에 운동량을 전달할 수 있습니다. 첫 번째 방법은 광자 압력을 사용하여 태양 및 레이저 돛과 유사한 운동량을 전송하는 것입니다. 두 번째 방법은 기존 로켓처럼 레이저를 사용하여 우주선의 작동 유체를 가열합니다.

예를 들어, 무게가 100kg인 위성을 발사하려면 최소 1MW 출력의 레이저가 필요합니다. 이제 가스 역학 레이저가 위의 목적에 가장 효과적으로 사용될 수 있다는 것이 확립되었습니다. 이 경우 레이저 기술은 이미 지난 50년 동안 꽤 잘 개발되어 유사한 작업을 수행할 수 있는 현대 로켓 제작 기술과 크게 교차합니다. 또한, 레이저는 엔진 작동 중에 생성된 플라즈마에 의해 들어오는 레이저 방사선을 차폐하는 과정을 제거하고 작동 효율을 높이기 위해 짧은 펄스의 높은 반복률을 갖는 펄스 주기 모드에서 작동해야 합니다. 국내외 전문가들에 따르면, 이러한 레이저 제트 엔진은 나노 마이크로 및 미니 위성을 위한 저렴한 단일 단계 발사체의 일부로 사용될 수 있습니다.

우주분수

이 개념은 Robert L. Forward, Marvin Minsky, John McCarthy, Hans Moravec, Roderick Hyde 및 Lowell Wood의 공동 노력으로 처음 소개되었습니다. 그녀에 대한 풍부한 정보는 Robert L. Forward의 저서 Indistinguishable From Magic에서 찾을 수 있습니다.

원래의 우주 엘리베이터 디자인과 달리 분수는 매우 높은 타워입니다. 이러한 높은 타워는 전통적인 재료를 사용하여 무게를 지탱할 수 없기 때문에 이 무게는 다음과 같이 지탱할 계획입니다. 타워 내부는 비어 있고 내부는 비어 있습니다. 이 구멍에는 특별한 입상 물질이 있습니다. 이 물질은 운동 에너지를 전달한 후 탑 바닥에서 빠르게 위로 이동하여 이 에너지를 상부로 전달한 후 중력의 영향으로 뒤로 떨어지면서 탑이 떨어지는 것을 방지합니다.

우주 분수는 전자기 가속 금속 입자의 연속적인 흐름을 사용하여 극한의 높이까지 하중을 전달합니다. 이는 일반 분수가 수직 물 흐름 위에 플라스틱 공을 고정하는 것과 동일한 기본 물리학을 사용합니다.

수백만 개의 작은 금속 알갱이가 지상 높은 "디플렉터(deflector)" 스테이션으로 방출될 것입니다. 이 스테이션은 자기장을 사용하여 알갱이를 잡아 전자기 가속기로 곡선 주위로 보내고 다시 땅으로 되돌려 보냅니다. 그러면 지상국은 자기 "스쿠프"를 사용하여 공을 잡고 강력한 전자기 가속기에 의해 공을 곡선으로 발사하여 한 번의 연속 주기로 공을 발사합니다. 연속적인 과립 흐름에 의해 국자와 곡선 가속기의 자기장에 가해지는 압력은 전체 구조를 공기 중에 유지합니다.

우주 분수를 이해하는 열쇠는 연속적인 과립 흐름을 사용하여 스테이션을 지속적으로 누르고 들어 올리는 것입니다. 분수에 대한 비유를 기억하십시오. 이것이 지속적인 물의 재순환에 의해 물줄기에 매달린 공을 잡을 수 있는 방법입니다. 분수로 다시 떨어지는 물은 물 흡입구로 빨려 들어가 다시 물줄기로 공급됩니다. 무한정. 우주 분수의 금속 "제트"도 마찬가지입니다.

또한, 펠릿과 스테이션이 물리적인 접촉을 하지 않는다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 스쿠프와 곡선형 가속기의 자기장은 일종의 완충 역할을 하여 4km/s의 속도로 스테이션을 향해 돌진하는 총알로 인한 손상을 방지합니다. 그러나 과립은 통과할 때 자기장에 압력을 가하고 이 힘은 차례로 스테이션으로 전달되어 스테이션을 높이 유지합니다.

이 기술을 사용하면 분수는 40톤 이상의 모든 장비를 갖춘 우주정거장을 어떤 높이, 심지어 우주 엘리베이터 높이(40,000km)까지 들어 올릴 수 있습니다. 그러나 고도가 높을수록 더 많은 에너지가 필요합니다(자세한 내용은 아래 참조). 약 2000km 높이의 우주 분수를 유지하려면 현대 도시의 소비량에 맞먹는 지속적인 에너지가 필요합니다.

그러나 분수의 장점 중 하나는 일단 시스템이 시작되면 시스템을 유지하는 데 필요한 에너지가 시스템을 시작하는 데 필요한 에너지보다 훨씬 적다는 것입니다. 과립의 흐름이 이륙할 때 중력으로 인한 운동량 손실은 흐름이 지상 스테이션으로 떨어질 때 중력으로 인한 운동량 증가와 정확히 균형을 이루며 시스템의 전체 운동량은 절대 변하지 않습니다. 엔트로피는 시간이 지남에 따라 일부 에너지가 결국 손실된다는 것을 의미하지만 이는 시스템을 처음 시작하는 데 필요한 에너지의 작은 부분을 제공하는 보조 발전소를 통해 쉽게 보상될 수 있습니다. 따라서 전원 공급이 중단되더라도 분수는 일정 시간 동안 정상적으로 작동합니다. 고도가 1000km 이상인 오버헤드 스테이션의 경우 이 작업은 최대 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.

우주분수의 또 다른 장점은 시스템을 처음부터 다시 구축할 수 있다는 점이다. 지상 스테이션과 부스터가 있는 스테이션 디플렉터는 완전히 지상에 건설될 수 있으며 스테이션은 부스터가 정렬된 지상 스테이션 위에 위치하게 됩니다. 그런 다음 과립 흐름의 힘은 천천히 그러나 궁극적으로 스테이션을 처음에는 몇 센티미터, 그 다음에는 수백 미터, 계속해서 킬로미터씩 올릴 것입니다. 이 프로세스는 몇 센티미터에서 수천 미터까지 어떤 높이에서도 무기한 중단될 수 있으므로 교정, 유지 관리, 신축 등이 가능합니다.

분수를 지지하는 전원은 길이를 따라 엘리베이터나 벽과 같은 측면 구조물을 지지하는 데에도 사용될 수 있습니다. 전자기 가속기/지연 장치는 과립의 "흐름"을 따라 수직으로 구축될 수 있으므로 분수는 과립의 힘에 따라 천천히 쌓일 수 있습니다. 벽 부분(및 모든 내부 구조)은 벽을 통과하는 내부 흐름에 의해 공기 중에서 스스로를 지탱할 수 있기 때문에 수백 또는 수천 킬로미터 높이의 일반 건물처럼 과부하가 발생하지 않습니다.

따라서 우주 분수를 사용하여 정말 거대한 건물과 타워를 만들 수 있습니다. 그리고 우주 엘리베이터와 달리 우주 분수는 건설하는 데 극도로 비싸거나 현재 존재하지 않는 재료가 필요하지 않습니다. 현대 합금 및 복합 재료는 건설에 매우 적합합니다.

물론 그러한 초고층 구조물의 가장 확실한 용도는 로켓 없는 우주 발사일 것입니다. 전자기 가속기는 외벽에 설치되어 하중을 궤도로 "발사"할 수 있습니다. 약 40km 높이의 분수대는 3g 미만의 가속도로 승객을 궤도로 발사하기에 충분하며, 높이가 100km 이상인 분수대는 1g도 초과하지 않고 단순히 화물을 궤도에 직접 던질 수 있습니다.

분수탑은 거대한 규모의 생태학, 연구시설, 산업센터 등으로도 활용될 수 있습니다. 높이 100km, 폭 100m의 이 분수의 부피는 약 7.85입방킬로미터에 이른다. 디자이너와 건축가는 이 공간을 원하는 모든 용도로 사용할 수 있습니다. 그러나 더 넓고 더 넓은 타워도 가능합니다.

우주 엘리베이터에 비해 장점

• 우주 분수는 현재 이용 가능한 기술을 사용하여 건설할 수 있습니다. 우주 엘리베이터와 달리 나노튜브와 같은 이국적인 물질이 필요하지 않습니다.
• 우주 분수는 우주 엘리베이터의 경우처럼 GEO가 아니라 지구에서 건설될 수 있습니다.
• 우주분수는 적도뿐만 아니라 지구상 어느 지점에도 지을 수 있다.
• 우주 분수는 회전 속도가 매우 낮은 천체(예: 달, 금성) 위에 건설할 수 있습니다.
• 우주 분수는 우주 엘리베이터보다 크기가 작기 때문에 우주 잔해에 부딪힐 가능성이 적습니다.

우주엘리베이터에 비해 단점

주요 단점은 활성 구조이므로 지속적인 에너지가 필요하다는 것입니다.

따라서 오늘날 제시된 방법 중 어느 하나도 경제적 부실과 필요한 기술 및 재료 부족으로 인해 달성할 수 없다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 새로운 자원을 추출하고 행성과 위성을 개발해야 할 필요성으로 인해 조만간 위에 제시된 방법을 공상 과학 작가와 이론가의 발명품이 아니라 존재하는 로켓 발사에 대한 실제적이고 필요한 대안으로 고려하게 될 것입니다. 오늘.