Was sind einige Möglichkeiten, um die Startkosten zu senken?
In den Weltraum war schon immer sehr teuer. Ein typischer Startkosten beträgt 5.000 bis 10.000 USD pro Pfund Nutzlast. Der Start eines Satelliten von 1.000 Pfund (450 kg) kann daher mehr als 10 Millionen US -Dollar kosten. Seit wir damit begonnen haben, Dinge in den Weltraum zu bringen, haben Wissenschaftler Brainstorming -Möglichkeiten, um die Startkosten zu senken, um diese Grenze für mehr Unternehmen, Regierungen und Einzelpersonen zu öffnen. Bisher wurden jedoch nur geringe Fortschritte erzielt.
Eine Komponente der Kosten Ein Raumstart ist der Kraftstoff. Für jedes Pfund Nutzlast, das in eine niedrige Erdumlaufbahn eingeführt wurde, sind 25-50 Pfund Kraftstoff erforderlich. Typische Raketen werden durch eine Kombination aus flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben, die beide bei sehr niedrigen Temperaturen unter Verwendung von vielen Tonnen kryogener Kühlgeräten gehalten werden müssen. Stellen Sie sich eine Rakete als einen sehr teuren Kühlschrank von der Größe eines hohen Gebäudes vor. Dank der Skaleneffekte tendenziell größere Raketen weniger pro POUN kostenD als kleinere Raketen. Dies geht jedoch nur so weit. Größere Raketen können die Startkosten pro Pfund um den Faktor von zwei oder drei senken, aber nicht viel mehr.
Die vielversprechendsten Wege zur wesentlichen Reduzierung der Startkosten umfassen Lösungen, bei denen die Nutzlast während des Aufstiegs keinen Kraftstoff zusammenbringen muss. Dies ist eines der teuersten Elemente einer herkömmlichen Raketenstart - eine Rakete muss genügend Kraftstoff tragen, um nicht nur die Nutzlast voranzutreiben, sondern auch den verbleibenden Kraftstoff auf dem Weg nach oben. Der Boden der Atmosphäre ist der dichteste und kostspieligste in Bezug auf die Energie, die durch die Energie navigieren kann, aber hier ist auch die Rakete selbst am schwersten und erfordert sehr große Brennstofftanks.
Es gibt mehrere Vorschläge für Kraftstoffauslöser oder leichte Brennstoff-Raumstarts. Eine ist in der ersten Stufe des Aufstiegs einen Luftatmotor (Ramjet) zu verwenden, wobei atmosphärischer Sauerstoff alsN Oxidationsmittel und nicht an Bord-Sauerstoff. Dies war der Ansatz, der von Spaceshipone, dem ersten von einem privaten Unternehmen gebauten Raumschiff, verwendet wurde. Ein weiterer, futuristischerer Ansatz wäre es, einen elektromagnetischen Beschleuniger oder Railgun zu errichten, um eine Nutzlast so schnell zu entlassen, dass er den Umlauf erreicht. Leider würden die meisten Nutzlasten, die von einer Railgun in die Umlaufbahn abgefeuert wurden, Beschleunigungen von mindestens 100 Gravitäten erleben, genug, um Menschen zu töten. Wenn ein elektromagnetischer Beschleuniger für Raumstarts gebaut wird, würde er wahrscheinlich nur zum Versenden von Vorräten wie Wasser oder Stahl anstelle von Astronauten oder Satelliten verwendet.
Ein noch futuristischerer Ansatz zur Senkung der Startkosten wäre der Bau eines Weltraumaufzugs, ein Tether, der sich vom Äquator bis zu einem Gegengewicht erstreckt, der 36.371 km über der Erde umkreist. Das einzig bekannte Material, das stark genug für einen solchen Aufzug verwendet wird, ohne unter der Schwerkraft zu kollabieren, wäre Kohlenstoffnanoröhren. Derzeit, Carbon -Nanoröhrenkosten etwa 25.000 USD pro Kilogramm oder 25 Millionen US -Dollar pro Tonne. Die Schaffung eines Samenspace -Aufzugs würde etwa 20 Tonnen erfordern, was zu den heutigen Preisen 500 Millionen US -Dollar kosten würde. Dies ist ziemlich teuer, aber die Preise für Nanoröhren fallen und von vielen Wissenschaftlern glauben, dass der Bau eines Weltraumaufzugs bis 2020 wirtschaftlich machbar sein könnte.