Dragões em órbita terrestre

Nos últimos meio século, nenhuma nova tecnologia foi introduzida na astronáutica que mudaria a maneira como a carga é entregue à órbita próxima à Terra. Os mesmos mísseis dos anos cinquenta do século passado, com pequenas mudanças, são usados ​​para lançar cargas, satélites e naves espaciais tripuladas no espaço, enquanto em outras áreas da tecnologia, as tecnologias mudam de acordo com as leis do desenvolvimento de sistemas técnicos (para mais detalhes, consulte TRIZ - teoria da resolução de problemas inventivos).

Vamos tentar aplicar várias leis pelas quais os sistemas técnicos são desenvolvidos em uma plataforma para o lançamento de carga em baixa órbita terrestre.

Na análise TRIZ vepol, existe a abreviação MaTKHEM - a interação de componentes do sistema usando campos (Mecânico, Acústico, Térmico, Químico, Elétrico, Magnético) - a ordem das letras na palavra MATHEM não é aleatória, os campos são organizados em ordem de aumentar sua eficiência. Por exemplo, vemos uma mudança nos campos no desenvolvimento do transporte ferroviário - de um carro puxado a cavalo (campo mecânico) a uma locomotiva a vapor (campo térmico), de uma locomotiva a diesel (campo químico) a uma locomotiva elétrica (campo eletromagnético).

Assim, os foguetes modernos estão em pé de igualdade com as locomotivas a diesel. O que vem a seguir?

A conclusão sugere que o método mais eficaz de entregar mercadorias em órbita é um bonde eletromagnético, que sobe em órbita ao longo dos “trilhos”. Tais projetos são conhecidos e talvez viáveis ​​- por exemplo, StarTram (trem de levitação magnética), um elevador espacial ou torres infláveis ​​de vários quilômetros, como o ThothX.

O que todos esses sistemas têm em comum? Eles são estáticos. Portanto, o próximo passo na teoria da resolução de problemas inventivos é a transição da “estática” para a “dinâmica” e a fragmentação do sistema em partes menores.

Qual é o resultado? Existem várias partes do sistema que entregam mercadorias em órbita; cada parte usa a interação eletromagnética com a espaçonave para trazê-la para a órbita próxima à Terra.

Considere a parte fundamental do sistema. Provavelmente, este é um tubo ou trilhos (ou trilhos em um tubo), com a ajuda da qual a velocidade inicial é comunicada à carga de saída. Cálculos simples mostram que, com uma aceleração de 3-4 g aceitável para humanos e uma velocidade final inferior a 2 km / s, a estrutura terá dimensões de cerca de 10 a 20 km. Dividindo esse sistema terrestre em muitos módulos, teremos, por exemplo, um projeto desse tipo: várias dezenas de aeronaves / cilindros interconectados com ar quente ou gás leve, dentro dos quais um tubo é colocado para a aceleração inicial da carga ou espaçonave exibida. Antes do lançamento, as aeronaves sobem no ar e são unidas, formando um "tubo" de aceleração usando forças eletromagnéticas. Talvezparte da energia pode ser retirada da atmosfera devido à diferença de potencial entre a superfície da terra e as camadas inferiores da atmosfera?

Ao sair do tubo, nosso dispositivo terá uma velocidade de cerca de 2 km / s, suficiente para decolar ao longo de uma trajetória balística a alturas acima de 100-200 km. O que vem a seguir? E então nosso dispositivo entra em outra estrutura de tubo / calha / trilho, que se move em uma órbita baixa da Terra. É também uma estrutura longa, de vários quilômetros (dezenas de quilômetros?), Tendo a primeira velocidade cósmica, e nosso dispositivo começa a desacelerar sobre essa estrutura, novamente usando a interação eletromagnética. Ocorre um processo semelhante ao movimento de um trem em uma suspensão magnética, apenas no nosso caso os trilhos (trilhos) têm uma velocidade de cerca de 8 km / s, e o veículo se move em relação à Terra a uma velocidade próxima de zero - está no ponto mais alto da trajetória.

Essa estrutura orbital (vamos chamá-lo de Dragão) - é uma estrutura que se move constantemente em baixa órbita terrestre - usa periodicamente motores de íons / elétricos para compensar as perdas de velocidade que surgem como resultado da aceleração de veículos e cargas em órbita. Você pode precisar construir vários dragões - eles trabalharão, um após o outro, para acelerar a espaçonave até a velocidade orbital. Eles podem ser em zigue-zague para dar ao dispositivo não apenas o componente horizontal, mas também vertical da velocidade. Os dragões, além de seu trabalho principal, podem ser usados ​​como um local para colocar repetidores, cumprindo a missão dos satélites de comunicação / vigilância.

Além disso, os dragões devem resistir constantemente à frenagem da atmosfera - e é, mesmo em altitudes tão elevadas. Para isso, como já mencionado, são motores de foguetes elétricos em frente aos dragões. Onde obter energia e substância de trabalho para esses motores? Obviamente, a energia precisa ser acumulada usando baterias e painéis solares que cobrem a superfície (e possivelmente as "asas") dos dragões. E a substância de trabalho é extraída do meio ambiente "mergulhando" na atmosfera do planeta. Provavelmente será muito interessante assistir os dragões cuspidores de fogo no céu estrelado da noite.

Assim, um conceito de plataforma foi construído para colocar cargas e veículos em órbita próxima à Terra, que se distingue por sua reutilização (você pode até dizer constância) de uso e é consistente com a teoria do desenvolvimento de sistemas técnicos.

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