Способы движения, кроме ракет, для выхода из атмосферы Земли?

В настоящее время существующие, и для выхода из атмосферы? Нет. Это всегда ракетный двигатель то одного, то другого, будь то вертикальный старт или горизонтальный, твердотопливный или кислородно-водородный.

Развито - однозначно да.

Солнечный парус жизнеспособен только в космосе, учитывая, что солнечный ветер, который он улавливает, представляет собой ничтожную долю силы физического (воздушного) ветра, а это означает, что он будет разорван в клочья в верхних слоях атмосферы и никогда не обеспечит достаточную тягу для преодоления земного притяжения. То же самое и с ионным двигателем, который имеет минимальную тягу и даже близко не способен преодолеть земную гравитацию, но может производить эту тягу в течение многих лет, используя минимальное количество энергии и топлива.

Но есть ряд запланированных способов запуска, которые не будут включать ракетные двигатели. Уже есть несколько групп, работающих над планами космического лифта — мы довольно далеки от этого, потому что единственный жизнеспособный материал — нанотрубки — несмотря на очень дешевое сырье, все еще слишком дорог в производстве. Был план использовать антарктический лед для создания пусковой трубы, похожей на многоступенчатую пушку, для запуска транспортных средств по диагонали с использованием наземных зарядов взрывчатого вещества; который был остановлен из-за экологических проблем. Был план «частичного космического лифта» — веревки, вращающейся вокруг Земли на НОО, с задним концом, доступным для аппаратов с воздушно-реактивными двигателями, пристыковывая к нему свой полезный груз, затем полезный груз поднимается на орбиту и запускается с орбиты. другой конец веревки, используя космический двигатель (солнечный парус,

Проблема со всем этим заключается в том, что при эксплуатации они будут значительно дешевле, чем ракетные двигатели - стоимость запуска в несколько раз меньше текущей, их первоначальная стоимость во много раз превышает стоимость корабля с ракетным двигателем. С текущей экономикой все они приостановлены или продолжаются медленными темпами, выполняя лишь второстепенные, недорогие побочные задачи, в то время как основная часть работы ожидает финансирования.

Многочисленные плакаты упоминали, но отвергали бобовые стебли, потому что наука о материалах не способна произвести достаточно прочный кабель. До сих пор никто не упомянул другую лестницу в космос — стартовые петли. Им не нужны суперматериалы, потому что они поддерживаются объектами, движущимися со скоростью, превышающей орбитальную скорость. Большим недостатком является то, что они поддерживаются движущимися объектами — если они перестают двигаться, они падают.

Основная идея заключается в том, что вы строите две станции, которые будут раскачивать железные прутья взад и вперед. Вы используете чрезвычайно сильные магниты, чтобы вращать стержни, когда стержни движутся, вход энергии минимален. Изначально они летают туда-сюда по баллистической траектории.

Затем вы строите дорожку поверх летающих стержней. Гусеница отклоняет стержни вниз, при этом получая подъемную силу. Скорость баров увеличивается, чтобы компенсировать это - они продолжают следовать тому же курсу. Теперь у вас есть что-то вроде железнодорожной колеи, уходящей в космос. Верхнего предела скорости поезда на магнитной подвеске в вакууме нет.

Technically possible:  Yes.
Cost:  Tremendous
Safety:  Not for me!

Есть также сочетание двух идей.

Постройте набор башен в кольцо вокруг Земли. Они поддерживают трубку, внутри трубки у вас есть железное кольцо. Вращайте кольцо выше орбитальной скорости, создайте достаточную восходящую силу, чтобы противодействовать весу башен. Поскольку мы справились с нагрузкой башен, мы можем строить выше. Затем постройте еще одно кольцо, чтобы принять нагрузку. Повторяйте, пока не подниметесь так высоко, как хотите. Если вы проходите мимо геосинхронизации, кольца вращаются со скоростью ниже орбитальной, чтобы создать нисходящую силу, а не восходящую.

Technically possible:  Yes.  You can build the rings and towers as close as needed to cope with material limits.
Cost:  Tremendous^2.
Safety:  While there are moving parts it's not like the launch loop that requires a turning station.

Ключевой вопрос заключается в том, как мне разогнать эту «штуку» до орбитальной скорости.

На сегодняшний день это удалось только ракетам. Ракеты довольно эффективны для создания высокой тяги с высоким импульсом, но сложны.

Другие идеи, рекламируемые в этой части, похожи на Orion, в котором использовалось гигантское транспортное средство с большой пластиной, которая на обращенной вниз стороне могла взорвать ядерное устройство. Затем пластина поглотит удар и, соединенная с помощью пружин (огромных, как вы можете себе представить), передаст этот импульс автомобилю. Ясно, что этого никогда не произойдет. (Конечно, сюжет романа « Поступь » таков , что для отражения инопланетного вторжения годится даже Орион). Ракетный двигатель без внутреннего сгорания, просто едущий на гребне ядерных взрывов.

Другие идеи заключаются в использовании мощного лазера для нагрева рабочего тела в двигателе, чтобы не было ракетного двигателя, сжигающего что-либо, а нагретая жидкость выходит из двигателя на высокой скорости, передавая импульс. Ракетный двигатель, правда без сгорания.

Орбитальные бобовые стебли, кабель от базы в GeoSync, спускающийся на поверхность Земли — это идея, и по большей части это все еще научная фантастика. (Кабель должен быть длиной 22 300 миль. Достаточно, чтобы несколько раз обмотать Землю. Нужен противовес или трос такой же длины, торчащий в другую сторону). Но это был бы подход к выходу на орбиту без ракеты.

Рельсовые пушки или химические пушки с высокой энергией аналогичны по подходу, разгоняют транспортное средство в пушке. Рельсотроны работают либо с помощью магнитов (линейный ускоритель), либо испаряя что-либо с помощью тока, создающего тягу. Химические пушки зажигают огонь позади машины, но его толкает край взрыва (своего рода замкнутый, химический Орион).

Увы, никакой антигравитации или ловкого трюка, чтобы попасть на орбиту.

Чтобы выбраться из атмосферы каким-либо полезным способом, вы должны разогнаться по крайней мере до скорости, связанной с низкой околоземной орбитой, и сделать это, не упав на землю до того, как эта скорость будет достигнута.

Ионные накопители почти наверняка никогда этого не сделают. Они намного более эффективны с топливом (гораздо меньшая масса топлива расходуется для достижения заданного дельта-V), чем химическая ракета, но не могут быть построены для обеспечения необходимого ускорения транспортного средства. Вам нужно по крайней мере 1 г, чтобы уравновесить гравитацию на поверхности, а затем еще немного, чтобы заставить вас двигаться вверх и прочь. Ионные двигатели доставляют очень малые фракции серы; они хорошо работают для космических кораблей, которые уже находятся в космосе в долгосрочных миссиях, но никогда не считаются технологией космического запуска .

Есть пара интересных технологий, которые можно применить для запуска в космос.

Одним из них является двигатель SABRE . В случае успеха он может заменить ракету вертикального старта с взлетно-посадочной полосы почти как обычный авиалайнер для выхода на орбиту. Хотя фактически это ракетный двигатель на больших высотах, где недостаточно воздуха для работы реактивного двигателя, SABRE будет работать как воздушно-реактивный двигатель на более низких высотах, что существенно уменьшит массу топлива, которое потребуется транспортному средству при подъеме для полета на орбиту. по сравнению с обычной ракетой.

Другое дело ядерная ракета . Это было впервые реализовано в 50-х и 60-х годах и доведено до такой степени, что можно было построить реальную систему запуска, хотя этого никогда не было. Ядерная ракета заменяет химические реакции ядерными реакциями в качестве источника энергии для производства потока горячего газа для движения. Скорость выхлопа будет намного выше, чем у любой химической ракеты, что значительно уменьшит массовую долю топлива транспортного средства.

JP Aerospace , которая в настоящее время имеет рекорд высоты для дирижаблей на высоте 95 085 футов, планирует вывести дирижабли на орбиту . Как только бойянс поднимет его над почти всей атмосферой, он, тем не менее, будет использовать своего рода ракетный двигатель, электрохимический двигатель, который в течение нескольких часов разгоняет его до орбитальной скорости. В Википедии есть обзор орбитальных дирижаблей, а вот длинное радиоинтервью с Джоном Пауэллом из JP Aerospace.

Критическая проблема не в высоте, а в скорости. Может ли комбинация реактивных двигателей с предварительным охлаждением, ионных двигателей и ракет позволить нам отправиться в космос дешевле, безопаснее и эффективнее, чем нынешний ракетный метод? Используя реактивный двигатель с предварительным охлаждением для набора высоты, а затем используя ионный двигатель для дополнительной тяги, вы можете достичь необходимой скорости. Обратив процесс вспять, вы могли бы посадить корабль обычным образом, избавившись от необходимости в теплозащитных экранах и других здоровенных устройствах для повторного входа в атмосферу. http://youtu.be/KFL623O9CXQ