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Pistola espacial, cohete de vapor y espejo orbital



En el día de la cosmonáutica es tradicionalmente soñar con una gran ... ¿Sueño? Y al mismo tiempo habrá un poco sobre el último artículo sobre la exploración de Marte.

Considere tres conceptos de movimiento de naves espaciales.

Artillería espacial. Teoría de la práctica


La arriesgada idea del correo espacial antes de Internet era una forma buena y potencialmente barata de enviar cartas rápidamente. La entrega de paquetes en órbita con una pistola puede convertirse en un "correo" más exitoso, por supuesto, si no aparece una forma más barata de entregar mercancías, ¡y se resolverán problemas similares al correo de misiles!

Primero, una pequeña teoría. Vale la pena comenzar con la pistola de Newton.
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Después de la teoría, es bueno ver la práctica de usar mega-pistolas. El único ejemplo real en este momento es el proyecto HARP (High Altitude Research Project).



En los años 60, el canadiense Gerald Bull dirigió el desarrollo de armas suborbitales de gas ligero como parte del proyecto HARP. Se construyeron tres cañones de diseño similar, uno en Barbados y dos en Estados Unidos y Canadá.

Las armas HARP tenían un calibre de 406 mm y una longitud de cañón de unos 40 metros.

Los proyectiles de estas armas eran sondas atmosféricas de gran altitud que despegaban a una altura de 100 km. Para disparar, se utilizó un proyectil de 180 kg, que salió volando del cañón a una velocidad de 3600 m / s (12 960 km / h), lo que permitió alcanzar el apogeo de una órbita de 180 km.

El vuelo orbital de tal proyectil sin la colocación de los motores de corrección de vuelo en el proyectil es físicamente imposible y, por lo tanto, a pesar de la altitud ganada, la sonda se cayó. Si, como en la teoría de Newton, la sonda "central" podría dirigirse en una órbita circular desde una altura de 100 km sobre la superficie, entonces ese vuelo podría ser orbital sin motores.

Los planes de Bull eran solo un proyecto del cohete Marlet, que podría lanzar un pequeño satélite a la órbita.

El dispositivo de pistola HARP en la práctica difería del de Newton y la mezcla para acelerar el "núcleo". En lugar de mezclas en polvo, se aplicó la tecnología de expansión de gas (hidrógeno y, a veces, helio). Esto fue necesario para dar la máxima aceleración física al proyectil, porque en última instancia, la expansión del gas en el barril para la aceleración depende de su masa.

La pistola sobre gases ligeros actuó según el principio neumático, solo el gas no se comprimió antes del disparo. ¡Este principio de aceleración podría darle al proyectil una velocidad de hasta 6-7 km / s, y en algunas pruebas fue posible acelerar el proyectil a 11 km / s!

Es interesante que el objetivo final del proyecto HARP era crear un método viable para lanzar naves espaciales en miniatura con armas de fuego, pero debido a problemas financieros, esta idea fue abandonada transfiriendo pruebas al campo de la tecnología hipersónica.

La posibilidad de usar un arma no se limita a poner la nave espacial en órbita, y la investigación sobre el "hipersonido". Uno de los bienes exóticos pero valiosos podría ser ... ¡desechos radiactivos!
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Cohete de vapor. Absurda realidad.


Si le dice a alguien ahora que los cohetes para lanzarse a la órbita son, en cierto sentido, vapor, esto causará, por decirlo suavemente, desconfianza ... ¡pero esto es realmente así! ¡Y en el futuro hay muchas posibilidades de que sea así literalmente!


Teoría. ¿Es posible crear un cohete de vapor capaz de abandonar la órbita de la Tierra?
Evil Knievel.



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William Mook, Assisted Bob Laughlin Energy & Aerospace and Aeronautical Engineering, Stanford University

El primer, y hasta ahora el único ejemplo, de un vuelo en cohete de vapor con un hombre a bordo fue mostrado por Mike Hughes.


El vuelo no tuvo éxito, e incluso en la etapa de desarrollo y construcción hubo un alto riesgo de "no volar". Sin embargo, voló ... y la tierra se estrelló contra el firmamento del cielo .

Los diseños más exitosos de cohetes de vapor en los años 90 en los Estados Unidos crearon Tim Pickens.
Sus cohetes volaron sin pasajeros, y fueron utilizados para demostrar las capacidades de tracción de vapor.



Además de acelerar hacia arriba, sus cohetes también se usaron para acelerar automóviles.


El equipo del proyecto AQUARIUS lanzó misiles similares en Alemania. Los lanzamientos de misiles se llevaron a cabo entre 1992 y 2003, principalmente desde el campo de entrenamiento militar de la Bundeswehr en Klietz. La masa de despegue de los misiles no superó los 60 kg.

Estos misiles no alcanzaron órbitas de acuerdo con limitaciones técnicas comprensibles, sin embargo, ¡todavía existía un motor de cohete orbital de vapor!

La idea se implementó en el satélite UK-DMC, lanzado en 2003.

¡La compañía británica Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) junto con la Agencia Espacial Europea (ESA) instaló una pequeña máquina de vapor en este satélite!

Una unidad de vapor reactiva experimental que pesaba 13 gramos consumía 3 vatios para calentar 2,06 gramos de agua. Esto creó la base para la propulsión a chorro: vapor sobrecalentado (hasta 200 grados).

Al realizar pruebas durante 30 segundos, el satélite recibió un empuje de 3.3 milinewtons, que posteriormente produjo una desviación de 55 grados (este empuje fue compensado por un volante especial).

Las pruebas orbitales mostraron que el empuje de vapor como un pequeño motor de empuje es aplicable para su uso en nano satélites (masa inferior a 10 kg).

En teoría, la energía para calentar agua se puede tomar con la ayuda de espejos orbitales, que se encuentran en muchos proyectos de naves espaciales para la producción de hielo / agua en asteroides y otros planetas menores. Estas capacidades aún no se han probado, a diferencia de los espejos en órbita.

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El primer ejemplo de una probada vela de espejo solar es el proyecto Banner.
Ahora planean desarrollar el tema de los espejos solares en China.

Además de iluminar ciudades, la verdad ahora está apareciendo conceptos más razonables.

Recientemente, científicos de la Universidad de Glasgow han anunciado planes para usar espejos. Según su plan, los rayos de luz de los espejos orbitales deben dirigirse a los paneles de las plantas de energía solar para que funcionen las 24 horas, los 7 días de la semana.

El proyecto se llamó Solspace para este propósito , y ya recibió una donación de $ 2.75 millones por cinco años del Consejo Europeo para la Investigación Científica (ERC).

Los espejos en órbita se pueden usar no solo para iluminar la Tierra, sino también para acelerar las naves espaciales.

Esta aceleración se produce debido a la presión de los fotones de luz sobre una superficie reflectante, que en condiciones de vacío puede crear tracción para el movimiento. La presión de la luz solar es baja: solo 1 mg (milésima de gramo) por metro cuadrado. m. Un

proyecto que explora esta teoría en la práctica se llama LightSail-2.



La tarea de una vela en un satélite es elevar la órbita inicial de la nave espacial debido al pulso solar generado. Los reflectores angulares se instalan en el satélite para registrar los cambios en la órbita.

Las características del mini satélite son modestas: el peso es de 5 kg y el área de vela abierta es de 32 metros cuadrados. La película reflectante tiene un grosor de solo 4,5 micrómetros y está hecha de Mylar (fibra de poliéster sintética). El propósito del proyecto, además de la prueba de tecnología, es que en el futuro sería posible usar una vela para mantener la órbita de los cubos.

Como vemos, todas estas tecnologías exóticas no funcionan muy bien en la Tierra, pero esto no significa que sean inútiles.

Además, como se prometió, sobre Marte. Si lees el último artículo, probablemente te hayas hecho la pregunta "¿qué habrá en otras colonias allí?" (a pesar del hecho de que el artículo fue adaptado para el primero de abril, está lejos de ser una broma).

Entonces ... un poco de información sobre 3 estaciones aquí.
Olympus star ( )

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Zevs ()

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APA ( Arsia, Pavonis, Ascraeus. )

, .. Zevs Olympus star.

PD: De hecho, resulta que la pistola espacial, la máquina de vapor y los espejos orbitales se pueden usar de manera efectiva solo fuera de la Tierra. A menos, por supuesto, que los científicos en espejos orbitales hayan adivinado cómo aplicar correctamente la tecnología de espejo satelital en órbita.

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