발사 비용을 줄이는 몇 가지 방법은 무엇입니까?

우주로 발사하는 것은 항상 매우 비쌌습니다. 일반적인 출시 비용은 페이로드 파운드당 $ 5,000-$ 10,000 USD입니다. 따라서 450 파운드 (1,000 lb) 위성을 발사하면 천만 달러 이상의 비용이 듭니다. 우리가 우주로 물건을 발사하기 시작한 이래로 과학자들은 발사 비용을 낮추어 더 많은 회사, 정부 및 개인에게이 ​​국경을 열어주는 방법을 브레인 스토밍하고 있습니다. 그러나 현재까지는 거의 진전이 없었습니다.

우주 발사 비용의 한 구성 요소는 연료입니다. 낮은 지구 궤도로 발사되는 모든 파운드의 탑재량에 대해 25-50 파운드의 연료가 필요합니다. 전형적인 로켓은 액체 수소와 산소의 조합에 의해 연료가 공급되는데, 둘 다 수많은 극저온 냉각 장비를 사용하여 매우 낮은 온도에서 유지되어야합니다. 로켓을 고층 빌딩 크기의 매우 비싼 냉장고라고 생각하십시오.

발사 비용을 낮추기 위해 한 가지 방법은 더 큰 로켓을 만드는 것입니다. 규모의 경제 덕분에 큰 로켓은 작은 로켓보다 파운드당 비용이 적게 드는 경향이 있습니다. 그러나 이것은 지금까지만 진행됩니다. 더 큰 로켓은 파운드당 발사 비용을 2 ~ 3 배까지 줄일 수 있지만 그 이상은 아닙니다.

발사 비용을 실질적으로 줄이는 가장 유망한 경로는 상승 중에 탑재량에 연료를 공급할 필요가없는 솔루션과 관련이 있습니다. 이것은 기존 로켓 발사에서 가장 비싼 요소 중 하나입니다. 로켓은 탑재량을 추진할뿐만 아니라 남은 연료도 운반하기에 충분한 연료를 운반해야합니다. 대기의 바닥은 통과하는 에너지면에서 가장 밀도가 높고 비용이 많이 들지만 로켓 자체가 가장 무거워서 연료 탱크가 매우 많이 필요합니다.

연료가 적거나 연료가 적은 공간 발사에 대한 몇 가지 제안이 있습니다. 하나는 기내 산소보다는 산화제로서 대기 산소를 사용하여 상승의 첫 단계에 공기 호흡 엔진 (ramjet)을 사용하는 것입니다. 이것은 개인 회사가 만든 최초의 우주선 인 SpaceShipOne에서 사용 된 접근 방식입니다. 보다 미래 지향적 인 또 다른 접근 방식은 전자기 가속기 또는 레일 건을 구성하여 페이로드가 궤도에 너무 빨리 발사되도록하는 것입니다. 불행하게도, 레일 건에서 궤도로 발사 된 대부분의 페이로드는 인간을 죽일 수있을 정도로 100 중력 이상의 가속을 경험할 것입니다. 따라서 우주 발사를 위해 전자기 가속기가 구축되면 우주 비행사 나 위성 대신 물이나 강철과 같은 보급품을 보내는 데에만 사용될 수 있습니다.

발사 비용을 낮추는 훨씬 더 미래 지향적 인 접근법은 적도에서 지구 위 36,371km (22,600 마일)를 도는 카운터 밸런스로 연결되는 공간 엘리베이터를 만드는 것입니다. 중력에 의해 붕괴되지 않고 그러한 엘리베이터에 사용될 수있을 정도로 강인한 유일한 물질은 탄소 나노 튜브 일 것이다. 현재 탄소 나노 튜브의 가격은 킬로그램 당 약 $ 25,000 USD 또는 톤당 2,500 만 달러입니다. 시드 스페이스 엘리베이터를 만들려면 약 20 톤이 필요하며, 오늘날 가격에는 5 억 달러가 소요됩니다. 이것은 꽤 비싸지 만 나노 튜브의 가격은 떨어지고 있으며 많은 과학자들에 의해 2020 년까지 우주 엘리베이터를 건설하는 것이 경제적으로 가능할 것이라고 생각합니다.