Quali sono alcuni modi per ridurre i costi di lancio?
Il lancio nello spazio è sempre stato molto costoso. Un costo di lancio tipico è di $ 5.000 - $ 10.000 USD per libbra di payload. Il lancio di un satellite da 1.000 libbre (450 kg) può quindi costare fino a $ 10 milioni di USD. Da quando abbiamo iniziato a lanciare cose nello spazio, gli scienziati hanno fatto un brainstorming di modi per ridurre i costi di lancio per aprire questa frontiera a più aziende, governi e individui. Tuttavia, fino ad oggi sono stati fatti pochi progressi.
Un componente del costo di un lancio di spazio è il carburante. Per ogni chilo di carico utile lanciato in orbita terrestre bassa, sono richiesti 25-50 libbre di carburante. I razzi tipici sono alimentati da una combinazione di idrogeno liquido e ossigeno, che entrambi devono essere mantenuti a temperature molto basse usando molte tonnellate di apparecchiature di raffreddamento criogeniche. Pensa a un razzo come a un frigorifero molto costoso delle dimensioni di un edificio alto.
Per ridurre i costi di lancio, un approccio è quello di costruire un razzo più grande. Grazie alle economie di scala, i razzi più grandi tendono a costare meno per il palloned rispetto ai razzi più piccoli. Tuttavia, questo va solo così lontano. I razzi più grandi possono ridurre il costo di lancio per libbra di un fattore due o tre, ma non molto più.
Le rotte più promettenti per ridurre sostanzialmente i costi di lancio prevedono soluzioni in cui il carico utile non ha bisogno di portare carburante insieme durante l'ascesa. Questo è uno degli elementi più costosi di un lancio di missili convenzionali: un razzo deve trasportare abbastanza carburante non solo per spingere il payload, ma anche il carburante rimanente in salita. Il fondo dell'atmosfera è il più denso e più costoso in termini di energia per navigare, ma questo è anche il luogo in cui il razzo stesso è più pesante, che richiede serbatoi di carburante molto grandi.
Esistono diverse proposte per i lanci di spazio senza combustibili senza carburante. Uno è usare un motore di respirazione ad aria (Ramjet) per il primo stadio di salita, usando ossigeno atmosferico come unn ossidante anziché ossigeno a bordo. Questo era l'approccio utilizzato da Spaceshipone, la prima nave spaziale costruita da una società privata. Un altro approccio più futuristico sarebbe quello di costruire un acceleratore elettromagnetico, o Railgun, per sparare un carico utile così velocemente che raggiunge l'orbita. Sfortunatamente, la maggior parte dei payload sparati in orbita da un grollo sperimenterebbe accelerazioni di almeno 100 gravità, abbastanza per uccidere gli esseri umani. Pertanto, se viene costruito un acceleratore elettromagnetico per i lanci di spazio, verrebbe probabilmente utilizzato solo per inviare forniture, come acqua o acciaio, piuttosto che astronauti o satelliti.
Un approccio ancora più futuristico per abbassare i costi di lancio sarebbe quello di costruire un ascensore spaziale, un legame che si estende dall'equatore a un controbilance che orbita in orbita 36.371 km (22.600 miglia) sopra la Terra. L'unico materiale noto abbastanza forte da essere usato per un tale ascensore senza collassare sotto la forza di gravità sarebbe i nanotubi di carbonio. Attualmente, nanotubi di carbonioCosto circa $ 25.000 USD per chilogrammo, ovvero $ 25 milioni di USD per tonnellata. La creazione di un elevatore spaziale di semi richiederebbe circa 20 tonnellate, che a prezzi di oggi costerebbe $ 500 milioni di dollari. Questo è piuttosto costoso, ma i prezzi per i nanotubi stanno diminuendo e da molti scienziati credono che la costruzione di un ascensore spaziale potrebbe essere economicamente fattibile entro il 2020.