Dragons en orbite terrestre

Au cours du dernier demi-siècle, aucune nouvelle technologie n'a été introduite en astronautique qui changerait la façon dont les marchandises sont livrées sur l'orbite proche de la Terre. Les mêmes missiles des années 50 du siècle dernier, avec des changements mineurs, sont utilisés pour lancer des cargaisons, des satellites et des engins spatiaux habités dans l'espace, tandis que dans d'autres domaines de la technologie, les technologies changent conformément aux lois du développement des systèmes techniques (pour plus de détails, voir TRIZ - théorie de la résolution de problèmes inventifs).

Essayons d'appliquer plusieurs lois par lesquelles des systèmes techniques sont développés à une plate-forme de lancement de cargaison en orbite terrestre basse.

Dans l'analyse TRIZ vepol, il y a l'abréviation MaTKHEM - l'interaction des composants du système à l'aide de champs (mécanique, acoustique, thermique, chimique, électrique, magnétique) - l'ordre des lettres dans le mot MATHEM n'est pas aléatoire, les champs sont organisés dans le but d'augmenter leur efficacité. Par exemple, nous voyons un tel changement dans les domaines du développement du transport ferroviaire - d'une voiture tirée par des chevaux (champ mécanique) à une locomotive à vapeur (champ thermique), d'une locomotive diesel (champ chimique) à une locomotive électrique (champ électromagnétique).

Ainsi, les fusées modernes sont au même niveau que les locomotives diesel. Et ensuite?

La conclusion suggère elle-même que la méthode la plus efficace pour livrer des marchandises en orbite est un tramway électromagnétique, qui monte en orbite le long des «rails». De tels projets sont connus, et peut-être réalisables - par exemple, StarTram (train à lévitation magnétique), un ascenseur spatial ou des tours gonflables de plusieurs kilomètres comme ThothX.

Qu'est-ce que tous ces systèmes ont en commun? Ils sont statiques. Par conséquent, la prochaine étape de la théorie de la résolution des problèmes inventifs est la transition de la «statique» à la «dynamique» et la fragmentation du système en parties plus petites.

Quel est le résultat? Il y a plusieurs parties du système qui livrent des marchandises en orbite, chaque partie utilise une interaction électromagnétique avec le vaisseau spatial pour l'amener en orbite proche de la Terre.

Considérez la partie sol du système. Il s'agit très probablement d'un tuyau ou de rails (ou de rails dans un tuyau), à l'aide desquels la vitesse initiale est communiquée à la cargaison de sortie. Des calculs simples montrent qu'avec une accélération de 3-4 g acceptable pour l'homme et une vitesse finale inférieure à 2 km / s, la structure aura des dimensions d'environ 10-20 km. En divisant ce système au sol en plusieurs modules, nous aurons, par exemple, une telle conception: plusieurs dizaines de dirigeables / cylindres interconnectés avec de l'air chaud ou du gaz léger, à l'intérieur desquels un tuyau est posé pour l'accélération initiale de la cargaison ou du vaisseau spatial affiché. Avant le lancement, les dirigeables montent dans les airs et sont réunis, formant un "tuyau" pour l'accélération en utilisant des forces électromagnétiques. Peut-êtreune partie de l'énergie peut provenir de l'atmosphère en raison de la différence de potentiel entre la surface de la terre et les couches inférieures de l'atmosphère?

A la sortie de la canalisation, notre appareil aura une vitesse d'environ 2 km / s, suffisante pour décoller le long d'une trajectoire balistique à des hauteurs supérieures à 100-200 km. Et ensuite? Et puis notre appareil pénètre dans un autre tuyau / ou auge / ou structure semblable à un rail, qui se déplace sur une orbite terrestre basse. C'est aussi une longue structure, de plusieurs kilomètres (dizaines de kilomètres?), Ayant la première vitesse cosmique, et notre appareil commence à ralentir autour de cette structure, en utilisant à nouveau l'interaction électromagnétique. Un processus similaire au mouvement d'un train sur une suspension magnétique se produit, seulement dans notre cas, les rails (voie) ont une vitesse d'environ 8 km / s, et le véhicule se déplace par rapport à la Terre à une vitesse proche de zéro - il est au point le plus élevé de la trajectoire.

Cette structure orbitale (appelons-la Dragon) - c'est une structure se déplaçant constamment en orbite terrestre basse - utilise périodiquement des moteurs ioniques / électriques pour compenser les pertes de vitesse qui résultent de l'accélération des véhicules et des cargaisons mises en orbite. Vous devrez peut-être construire plusieurs dragons - ils fonctionneront, l'un après l'autre, pour accélérer le vaisseau spatial à la vitesse orbitale. Ils peuvent être en zigzag afin de donner à l'appareil non seulement une composante horizontale, mais aussi verticale de la vitesse. Les dragons, en plus de leur travail principal, peuvent être utilisés comme un endroit pour placer des répéteurs, remplissant la mission des satellites de communication / surveillance.

De plus, les Dragons doivent constamment résister au freinage de l'atmosphère - et ce, même à des altitudes aussi élevées. Pour cela, comme déjà mentionné, il y a des moteurs-fusées électriques devant les Dragons. Où trouver de l'énergie et de la substance active pour ces moteurs? Bien sûr, l'énergie doit être accumulée à l'aide de batteries et de panneaux solaires qui couvrent la surface (et éventuellement les «ailes») des dragons. Et la substance active est extraite de l'environnement par «plongée» dans l'atmosphère de la planète. Il sera probablement très intéressant de regarder les dragons cracheurs de feu dans le ciel étoilé.

Ainsi, un concept de plate-forme a été construit pour mettre des charges utiles et des véhicules en orbite proche de la Terre, qui se distingue par sa réutilisabilité (vous pouvez même dire de la constance) d'utilisation et est conforme à la théorie du développement des systèmes techniques.

Source: https://habr.com/ru/post/fr400543/