चमत्कार तकनीक के बिना एक क्षैतिज टेक-ऑफ और लैंडिंग स्पेसशिप कैसे बनाया जाए

यहां तक ​​कि अंतरिक्ष यात्रियों की सुबह में, मानव जाति ने अंतरिक्ष विमानों पर कक्षा में सरल और सस्ती पहुंच का सपना देखा। स्पेस एयरप्लेन से मेरा मतलब है कि एयर-लॉन्च, वर्टिकल लैंडिंग, आदि के बिना क्षैतिज टेक-ऑफ और लैंडिंग के साथ एक पंखों वाला वाहन। कारण सरल है - डिफ़ॉल्ट रूप से, अंतरिक्ष शटल पुन: प्रयोज्य हैं और सिद्धांत रूप में, रॉकेट की तुलना में सस्ती रखरखाव की आवश्यकता होती है। इसके अलावा उनके पक्ष में एक मजबूत तर्क दुनिया भर में विशाल रनवे की उपस्थिति है, जबकि मिसाइलों को खरोंच से बुनियादी ढांचे का निर्माण करने की आवश्यकता है। लेकिन जैसे ही डिजाइनरों ने अभ्यास में अंतरिक्ष यान को डिजाइन करने की कोशिश की, उनके पास तुरंत कई अचूक समस्याएं थीं जो कार्य को बहुत जटिल बनाती हैं।

और बड़ा, और हल्का, और टिकाऊ

अंतरिक्ष यान की समस्याएं इसकी एक-चरण प्रकृति और विमान और रॉकेट के लिए परस्पर विरोधी आवश्यकताएं थीं, जिनके कारण निम्नलिखित समाधान हुए:

1. हाइड्रोजन ईंधन का उच्चतम ऊर्जा के रूप में उपयोग करना आवश्यक था। लेकिन हाइड्रोजन के कई नुकसान हैं, जिनमें से मुख्य बहुत कम घनत्व है, जिससे विशाल और, तदनुसार, भारी ईंधन टैंक, जो वायुमंडल की घनी परतों में महान प्रतिरोध पैदा करते हैं। इसके अलावा, तरल हाइड्रोजन के कम उबलते बिंदु के कारण, टैंकों को थर्मल इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, जो उन्हें और जटिल बनाती है। साथ ही, हाइड्रोजन इंजन में केरोसिन इंजन की तुलना में कम जोर होता है, जो फिर से वजन बढ़ाता है।
2. डिजाइन जितना संभव हो उतना हल्का होना चाहिए, लेकिन साथ ही साथ इसे कक्षीय गति से फिर से प्रवेश करना चाहिए, जिसके लिए या तो बड़े पैमाने पर थर्मल सुरक्षा या विदेशी सामग्रियों की आवश्यकता होती है। लेकिन ये सामग्री (उदाहरण के लिए, सेलुलर इनग्नेल और टाइटेनियम एलुमाइड) एल्यूमीनियम और स्टील की तुलना में बहुत ही सुस्पष्ट निकली, और कई आशाजनक परियोजनाओं को बंद कर दिया।
3. चेसिस को पूरी तरह से भरी हुई अंतरिक्ष यान के भारी वजन का समर्थन करने के बाद से क्षैतिज टेक-ऑफ की आवश्यकता ने कई समस्याएं पैदा कीं, और खराबी के मामले में ब्रेक को इस इंजन को रोकने में सक्षम होना चाहिए, जिसके कारण एक विशाल परजीवी द्रव्यमान, जो कक्षा की उड़ान में पूरी तरह से अनावश्यक है। पंख भी अंतरिक्ष में बेकार हो गए, और यदि आप उन्हें अतिरिक्त ईंधन टैंक के रूप में उपयोग करने की कोशिश करते हैं, तो डिजाइन को गंभीरता से मजबूत करना होगा, जिसका फिर से अतिरिक्त वजन होना चाहिए।

इन तीन मुख्य समस्याओं ने इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि भविष्य में निकट भविष्य में एक अंतरिक्ष यान बनाना असंभव था। लेकिन क्या वर्तमान तकनीक के साथ कोई समाधान उपलब्ध है?


रॉकवेल स्टार-रेक को पूर्ण पुन: प्रयोज्य पर डो में 100 टन लाने वाला था, अर्थात। यह 1970 के बीएफआर का एक प्रकार है!

उच्चतर उठने के लिए, आपको पंखों को ट्रिम करने की आवश्यकता है

वहाँ है, और एक बहुत ही सरल, वास्तव में एक ही चीज़ का उपयोग लंबे समय से रॉकेट द्वारा किया गया है - दो-चरण। लेकिन अंतरिक्ष यान को दो-चरण बनाने और पूर्ण पुन: प्रयोज्य बनाए रखने के लिए कैसे? यहां हमें 50 के दशक की दो बहुत पुरानी परियोजनाओं द्वारा मदद की जाएगी, जिनमें से एक सीधे अंतरिक्ष यात्रियों से संबंधित नहीं है, और दूसरी में सबसे प्रत्यक्ष और यहां तक ​​कि पुनर्जागरण का अनुभव है। ये resettable विंग शान्ति और एक हेलीकाप्टर पकड़ रहे हैं ।


XB-70 Valkyrie सुपरसोनिक बॉम्बर की प्रारंभिक अवधारणा

इंटर कॉन्टिनेंटल रेंज को प्राप्त करने के लिए XB-70 Valkyrie सुपरसोनिक बॉम्बर को विकसित करते समय विंग कंसोल को छोड़ने का विचार पहली बार 1955 में प्रस्तावित किया गया था। इसके बाद, वायुगतिकी में सुधार ने इस विचार को छोड़ दिया, लेकिन हमारे काल्पनिक अंतरिक्ष यान के लिए यह पूरी तरह से फिट बैठता है। रिसेटेबल कंसोल को केरोसिन फ्यूल टैंक बनाया जा सकता है, जैसा कि सभी आधुनिक विमानों में किया जाता है, और एक हाई-टॉर्क केरोसिन रॉकेट इंजन को सेंटर फेयरिंग में रखा जा सकता है, जिससे हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से भरे धड़ का आकार और वजन कम हो सकता है। रनवे पर अपने स्वयं के वजन का समर्थन करने के लिए इसमें एक विशाल लैंडिंग गियर (और ब्रेक पैड) भी होगा। केरोसिन इंजन के पहले चरण की अपनी भूमिका को पूरा करने के बाद, अधिकांश कंसोल धड़ से अलग हो जाते हैं, क्योंकि लगभग खाली स्थान पर उतरने के लिए आपको बड़े विंग क्षेत्र और भारी लैंडिंग गियर की आवश्यकता नहीं होती है।


हाइपरसोनिक फाल्कन हैवी फेयरिंग रिटर्न टू अर्थ

लेकिन कंसोल को जमीन पर कैसे लौटाएं? क्या वे वायुमंडल में प्रवेश करने से जल जाएंगे? वे एक ही कारण से नहीं जलेंगे और जीवित रहेंगे क्योंकि कागज की एक गर्मी प्रतिरोधी शीट पृथ्वी की वायुमंडल में परिक्रमा गति से प्रवेश करने से बच सकती है - एक खाली विंग में एक उच्च वायुगतिकीय गुणवत्ता होती है और, तदनुसार, धीरे और सुचारू रूप से धीमा हो जाता है। इस प्रकार, उन्हें थर्मल संरक्षण की आवश्यकता नहीं है और इसे कक्षा और पीछे की ओर खींचने की आवश्यकता नहीं है।

लेकिन सतह पर एक चिकनी लैंडिंग कैसे करें? यहां दो विकल्प हैं - पहले एक में आप हवाई जहाज के साथ पट्टी पर विंग कंसोल लगाने की कोशिश कर सकते हैं, लेकिन फिर आपको बहुत सारे अतिरिक्त उपकरण जोड़ना होगा और रास्ते में एक हवाई क्षेत्र नहीं हो सकता है। दूसरे मामले में, 1950 के दशक के एक अन्य विचार का उपयोग करें (यह एक रचनात्मक दशक था!) ​​- हेलीकाप्टर अवरोधन।


हेलीकॉप्टर द्वारा आरएन इलेक्ट्रॉन के पहले चरण के पृथ्वी पर लौटने की अवधारणा

इस दृष्टिकोण का दोष बिल्कुल एक है - खराब स्केलेबिलिटी, एक हेलीकॉप्टर एक कार्गो को अपनी अधिकतम भार क्षमता के लगभग आधे वजन पर कब्जा कर सकता है। यही है, सबसे बड़े एमआई -26 हेलीकॉप्टर का उपयोग करते समय, इंजन और चेसिस के साथ खाली कंसोल का वजन 10 टन से अधिक नहीं होना चाहिए, जो कि 1000 टन से अधिक नहीं के टेक-ऑफ वजन के साथ एक अंतरिक्ष यान के लिए काफी संभव लगता है। दो हेलीकॉप्टरों की जरूरत होगी, क्योंकि दो कंसोल भी हैं, लेकिन इसके लिए अपेक्षाकृत छोटे खर्चों की आवश्यकता होगी।

इस प्रकार, इन सरल और सिद्ध समाधानों का उपयोग करके, मानव भविष्य के लंबे समय से आयोजित सपने को महसूस करने के लिए किसी भी भविष्य की प्रौद्योगिकियों और अविश्वसनीय इंजन के बिना संभव है - बाहरी अंतरिक्ष तक नियमित पहुंच।

PS यह लेख अन्य दृष्टिकोणों की आलोचना करने की कोशिश नहीं करता है, जैसे बीएफआर-स्टारशिप, लेकिन विशेष रूप से पृथ्वी-एनओयू मार्ग के लिए एक उचित विकल्प प्रदान करता है, क्योंकि यह चंद्रमा और मंगल पर लंबवत रूप से उतरना स्वाभाविक है। मुझे टिप्पणियों में आपकी राय सुनने में खुशी होगी!