Magnetická diaľnica zníži náklady na cesty do vesmíru až 1000 násobne
Základným problémom vesmírnych letov je neúprosná fyzika. Väčšinu hmotnosti rakety tvorí palivo potrebné na vynesenie vlastného paliva, čo je hlavný dôvod, prečo prístup do vesmíru zostáva extrémne drahý. Radikálne novú myšlienku predstavuje koncept StarTram, pozemný štartovací systém, ktorý využíva technológiu magnetickej levitácie (maglev) na urýchlenie kozmickej lode na orbitálnu rýchlosť ešte predtým, ako opustí zem.
Tento prístup úplne mení paradigmu, nahrádza chemické spaľovanie čistým elektromagnetizmom a sľubuje ohromujúce zníženie nákladov na štart z desiatok tisíc dolárov za kilogram na menej ako 50 dolárov. V srdci systému StarTram je v podstate obrovský lineárny synchrónny motor, ktorý využíva rovnakú technológiu maglev ako vysokorýchlostné vlaky v Japonsku. Kozmická loď levituje vo vákuovom tuneli, čím sa eliminuje trenie a odpor vzduchu, ktoré sú hlavnými prekážkami pri dosahovaní extrémnych rýchlostí.
Prvá, realizovateľnejšia verzia systému, známa ako Gen-1 a určená len pre náklad, počíta so 130 kilometrov dlhým tunelom, v ktorom by sa 40-tonová nákladná loď zrýchľovala pri preťažení až 30 g. Tunel by ústil na vrchole vysokej hory v nadmorskej výške 3 až 7 kilometrov, aby sa loď vyhla najhustejším vrstvám atmosféry. Na to, aby sa do vákuového tunela nedostal okolitý vzduch, slúži dômyselné riešenie nazývané MHD okno (magnetohydrodynamické čerpadlo).
V krátkom okamihu, keď je mechanická uzávierka otvorená, toto zariadenie pomocou silných magnetických polí ionizuje a blokuje prichádzajúci vzduch. Systém maglev vykoná väčšinu práce a urýchli loď na takmer 8,8 km/s. Na finálne zakotvenie na obežnej dráhe je potom potrebný len malý zážih raketového motora. Práve táto minimálna potreba paliva je kľúčom k masívnym úsporám.
Ešte ambicióznejšia je vízia systému Gen-2, navrhnutého pre lety s ľudskou posádkou. Aby sa preťaženie udržalo na komfortnej úrovni 2 až 3 g, tunel by musel byť oveľa dlhší, až 1500 kilometrov. Najodvážnejšou časťou tohto návrhu je finálna sekcia štartovacej rúry, ktorá by sa zakrivila nahor a bola magneticky levitovaná do výšky 22 kilometrov nad zemským povrchom.
Tento technologický zázrak by bol dosiahnutý pomocou masívnych supravodivých káblov na zemi, ktoré by odpudzovali káble na rúre, pričom celá konštrukcia by bola stabilizovaná kevlarovými lanami. Loď by tak opúšťala systém v takmer vákuu stratosféry, čím by sa minimalizoval aerodynamický stres.
Koncept StarTram nie je len teoretickou fantáziou; jeho uskutočniteľnosť bola overená štúdiou v Sandia National Laboratory a jeho autormi sú James R. Powell a Gordon Danby, vynálezcovia supravodivého maglevu. StarTram predstavuje zásadný ekonomický posun od modelu založeného na drahých, jednorazových spotrebných materiáloch (raketové palivo, stupne) k modelu založenému na dlhodobej infraštruktúre, podobne ako prechod od konských povozov k železnici.
Ak by bolo možné vyniesť na obežnú dráhu 150 000 ton nákladu ročne za menej ako 50 dolárov za kilogram, aktivity ako výstavba obrovských solárnych elektrární vo vesmíre či rozsiahla ťažba na asteroidoch by sa z vedeckej fantastiky stali ekonomicky životaschopnými projektmi. Samozrejme, realizácia takéhoto projektu čelí obrovským výzvam.
Pre systém Gen-1 je najväčšou prekážkou energetika – potreba uskladniť a následne v priebehu sekúnd uvoľniť až 100 gigawattov energie, čo si vyžaduje masívne supravodivé magnetické úložiská energie (SMES). Pre Gen-2 je to zasa stavebné a magnetické inžinierstvo potrebné na vybudovanie a stabilizáciu levitujúcej rúry vo výške 22 kilometrov. Obrovská počiatočná investícia v rádoch desiatok miliárd dolárov je najväčšou bariérou, ktorá by si vyžadovala odhodlanie na úrovni štátov alebo medzinárodného konzorcia.
Zdroj: interestingengineering.com.
Zdroj Foto: Auriga Space
