Wat zijn enkele manieren om de startkosten te verlagen?

De ruimte in gaan is altijd erg duur geweest. Typische lanceringskosten zijn $ 5.000 - $ 10.000 USD per pond laadvermogen. Het lanceren van een satelliet van 450 kg kan daarom meer dan $ 10 miljoen kosten. Sinds we zijn begonnen dingen in de ruimte te lanceren, hebben wetenschappers gebrainstormd over manieren om de lanceringskosten te verlagen om deze grens open te stellen voor meer bedrijven, overheden en particulieren. Tot op heden is er echter weinig vooruitgang geboekt.

Een onderdeel van de kosten voor het lanceren van een ruimte is de brandstof. Voor elk pond laadvermogen dat in een lage baan om de aarde wordt gelanceerd, is 25-50 pond brandstof vereist. Typische raketten worden gevoed door een combinatie van vloeibare waterstof en zuurstof, die beide op zeer lage temperaturen moeten worden gehouden met behulp van vele tonnen cryogene koelapparatuur. Zie een raket als een zeer dure koelkast ter grootte van een hoog gebouw.

Om de lanceringskosten te verlagen, is een aanpak het bouwen van een grotere raket. Dankzij schaalvoordelen kosten grotere raketten vaak minder per pond dan kleinere raketten. Dit gaat echter alleen zo ver. Grotere raketten kunnen de lanceerkosten per pond met een factor twee of drie verlagen, maar niet veel meer dan dat.

De meest veelbelovende routes om de lanceringskosten aanzienlijk te verlagen, zijn oplossingen waarbij het laadvermogen geen brandstof hoeft mee te nemen tijdens de opstijging. Dit is een van de duurste elementen van een conventionele raketlancering - een raket moet voldoende brandstof vervoeren, niet alleen om de nuttige lading voort te stuwen, maar ook de resterende brandstof op weg naar boven. De bodem van de atmosfeer is de dichtste en duurste in termen van energie om door te navigeren, maar dit is ook waar de raket zelf het zwaarst is, waardoor zeer grote brandstoftanks nodig zijn.

Er zijn verschillende voorstellen voor lanceringen zonder of zonder brandstof. Een daarvan is om een ​​luchtademhalingsmotor (ramjet) te gebruiken voor de eerste opstijgfase, met behulp van atmosferische zuurstof als oxidatiemiddel in plaats van zuurstof aan boord. Dit was de aanpak van SpaceShipOne, het eerste ruimteschip gebouwd door een particulier bedrijf. Een andere, meer futuristische benadering zou zijn om een ​​elektromagnetische versneller of railgun te bouwen om een ​​lading zo snel af te vuren dat deze in een baan om de aarde komt. Helaas zouden de meeste ladingen die vanuit een railgun in een baan om de aarde werden geschoten versnellingen van ten minste 100 zwaartekrachten ervaren, genoeg om mensen te doden. Daarom, als een elektromagnetische versneller wordt gebouwd voor het lanceren van ruimte, zou deze waarschijnlijk alleen worden gebruikt om voorraden, zoals water of staal, in plaats van astronauten of satellieten te sturen.

Een nog futuristischere benadering om de lanceringskosten te verlagen, is het bouwen van een ruimtelift, een band die zich uitstrekt van de evenaar tot een tegengewicht rond 36.371 km (22.600 mijl) boven de aarde. Het enige bekende materiaal dat sterk genoeg is om te worden gebruikt voor een dergelijke lift zonder in te klappen onder de zwaartekracht, zou nanobuisjes van koolstof zijn. Momenteel kosten koolstofnanobuisjes ongeveer $ 25.000 USD per kilogram, of $ 25 miljoen USD per ton. Zelfs het creëren van een zaadruimtelift zou ongeveer 20 ton kosten, wat tegen de huidige prijzen $ 500 miljoen USD zou kosten. Dit is vrij duur, maar de prijzen voor nanobuisjes dalen en volgens veel wetenschappers is het bouwen van een ruimtelift tegen 2020 economisch haalbaar.