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¿Cuál es la posibilidad de un railgun asistida orbital de lanzamiento?

Hechos básicos: La más profunda del mundo de la mina es de 2,4 kilómetros de profundidad. Armas puede alcanzar una velocidad inicial de un proyectil en el orden de 7,5 km/s. De la Tierra a la velocidad de escape es de 11,2 km/s.

A mí me parece que un railgun estilo de lanzamiento dispositivo incorporado en un profundo eje como una mina abandonada que razonablemente podría lanzar un vehículo en el espacio. No he de ejecutar los cálculos y no lo dudo que puede haber problemas con alta de G que limitan el potencial de los astronautas en un vehículo de ese tipo, pero aún así parece que sería más barato para construir un lanzamiento del dispositivo y colocar una planta cercana a ejecutar lo que es construir y combustible de un solo uso de los cohetes.

Así que, ¿cuál es la posibilidad de un railgun asistida orbital de lanzamiento?

Lo que me estoy perdiendo aquí? ¿Por qué no tiene este concepto recibido más atención?

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TIm Puntos 6

Ok David me pidió que traen la lluvia. Aquí vamos.

De hecho, es muy feesible y muy eficaz el uso de un electromagnética acelerador para lanzar algo en órbita, pero primero un vistazo a nuestra alternativa:

  • Espacio Ascensor: no tenemos la tecnología

  • Cohetes: pasa la mayor parte del transporte de energía en el combustible, y la maquinaria es complicado, peligroso, y que no pueden ser reutilizados (sin orbitales de los vehículos de lanzamiento ha sido del 100% reutilizable. SpaceShipOne es suborbitales, más en la distinción en un momento). Mira el SLS que la NASA está desarrollando, las especificaciones no son mucho mejor que el Saturno V, y que era hace 50 años. La razón es que el combustible del cohete es exactamente la misma - no es sólo en la cantidad de energía que se puede exprimir de estas reacciones. Si hay un gran avance en el combustible del cohete que es una cosa, pero como no ha habido ninguno y no hay ninguno en el horizonte, los cohetes como un orbitales de los vehículos de lanzamiento están muertos fin de técnicos que hemos alcanzado el pináculo de la.

  • Cañones: la Aceleración de una onda de presión está limitada a la velocidad del sonido en el medio, así que usted puede utilizar cualquier explosivo como usted va a estar limitado por el este (la pólvora es de alrededor de $2\text{ km/s}$ , esta es la razón por la acorazado cañones no han aumentado en el rango de los últimos 100 años). El uso de un medio diferente usted puede alcanzar hasta 11 km/s de velocidad de la utilización del hidrógeno. Este es el régimen de la "luz de gas de armas de fuego", y de la compañía quiere utilizar esto para lanzar cosas en órbita. Esto requiere de altas aceleraciones ( algo ridículo como miles de $\mathrm{m/s^2}$), el cual restringe a muy endurecido de la electrónica y de suministro de material, tales como el combustible y el agua.

  • Maglev: Otra empresa es la planificación en esta (http://www.startram.com/) pero si nos fijamos en su propuesta requiere superconductor bucles de ejecución de algo parecido a 200MA la generación de un campo magnético que se va a destruir todas las comunicaciones en varios estados, esto me parece raro para ser construida.

  • Electromagnética acelerador (railgun): Este va a ser impresionante! No hay ningún requisito en aceleraciones elevadas (Un railgun puede operar a bajas aceleraciones) y no hay límite de velocidad superior. La tecnología para esto existe y se han papeles fuera de ella, he aquí dos de ellos.

    Algunas distinciones, hay suborbitales y orbital de lanzamiento. Suborbitales puede lograr bastante grandes altitudes que están bien en el espacio, el sonido de los cohetes pueden ir hasta 400miles y el espacio comienza a 60 millas. La diferencia es que si usted tiene suficiente velocidad tangencial para alcanzar la órbita. Por $1\text{ kg}$ en $200\text{ km}$ de la tierra la energía de levantarlo para que la altura es de $0.5 m g h = 1\text{ MJ}$, pero la velocidad tangencial necesaria para permanecer en órbita es de $m v^2 / r = G m M / r^2$ produciendo un $KE = 0.5 m v^2 = 0.5 G m M / r = 30\text{ MJ}$ , por lo que necesita mucha más energía cinética de forma tangencial. Para hacer algo útil, necesita ser orbital, por lo que no quiere para apuntar su arma hasta que usted desea en algún suave ángulo de subir un mountian o algo.

    Los papeles que he citado todos tienen la railgun subir un mountian y alrededor de una milla de largo y lanzamiento de agua y de carga. Eso es porque para alcanzar los $6\text{ km/s}+$ usted necesita para velocidad orbital usted necesita para acelerar el objeto de una parada más de la longitud de su pista. El más corto de la pista la mayor aceleración. Usted necesitará alrededor de 100 millas de la pista a la caída de las aceleraciones dentro de supervivencia de las tolerancias de la NASA.

    ¿Por qué quieres hacer esto? Sólo se necesita para mantener los sistemas de energía y los rieles, que están en el suelo de modo que usted puede tener los equipos en todo el tiempo. Toda la cosa es reutilizable y puede ser reutilizado muchas veces en un día. Usted también puede tener un tamaño estándar de objeto con el que se inicia y se abre un mercado masivo de la nave espacial de los productores, las pequeñas empresas que no pueden pagar 20 millones por un lanzamiento ahora puede darse el lujo de 500.000 para un lanzamiento. Los costos de electricidad de un railgun lanzamiento cae a alrededor de 3\$/kg, lo que significa que todo el dinero desde el lanzamiento va a mantenimiento y los costos de capital y una vez que el arma se paga la caída de los precios puede caer dramáticamente. Es la única manera de que la humanidad tiene la tecnología para que pueda lanzar grandes cantidades de objeto y, al final, es todo acerca de la masiva marcha.

    Nadie ha considerado la posibilidad de tener una larga railgun que está a kilómetros de largo porque suena loco de la derecha del palo, por lo que la mayoría de las propuestas son para los pequeños de alta aceleración de armas como en los trabajos anteriores. El problema es que esto limita lo que puede poner en marcha y tan pronto como usted hace que nadie está muy interesado. ¿Por qué es mucho railgun loco? En realidad no lo es, el de materias primas (rieles de aluminio, tubo de hormigón, volantes de inercia, y las bombas de vacío) son todos conocidos y barato. Si podían hacer un ferrocarril de hierro 2000miles en la década de 1800 por qué no podemos hacer 150miles de aluminio en la década del 2000? La pregunta es de dinero y la fuerza de voluntad, alguien tiene que mostrar que esto va a funcionar y no sólo escribir artículos acerca de esto, pero salir ahí fuera y hacer que si alguna vez tenemos una esperanza de salir de esta roca, como una de las especies y no sólo como el 600 o así que se han ido ya. También las grandes empresas y las agencias espaciales que ahora no se van a arriesgar a miles de millones en un nuevo proyecto, mientras que existe la tecnología que ha sido perfeccionado y probado durante los últimos 80 años, que se podría utilizar. Hay un montón de desafíos de ingeniería, algunas de las cuales yo y otros hemos estado trabajando en nuestro tiempo libre, y se han resuelto, algunas de las cuales aún están abiertas problemas. Yo y varios otros científicos que están terminando/han terminado recientemente su plan de Doctorados en la búsqueda de este curso ( jeff ross y josh en solcorporation.com el sitio web no está todavía, porque he terminado mi tesis de Doctorado 5 días, pero es que viene).

CONCLUSIONES

Sí es posible, la tecnología está aquí, es económico y feesible para lanzar cualquier cosa, desde la carga a la gente. No ha recibido mucha atención debido a que todos los chicos grandes cohetes ya, y nadie ha propuesto una railgun que puede lanzar más de carga. Pero que ha llamado la atención de algunos jóvenes científicos que se van a pistola para esto, así que siéntate y consultar las noticias en un par de años.

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Matt Puntos 918

Hay buena investigación de armas en la Universidad de Texas en Austin, dirigido por Ian McNab. Ver, por ejemplo, I. R. McNab. "El progreso en la Hipervelocidad Railgun de Investigación para el Lanzamiento al Espacio." IEEE Trans. Mag. 45: 381-388, 2009. Hay una lista de sus publicaciones que describen el trabajo de su equipo. La financiación proviene del Ejército de los estados unidos, ya que hay aplicaciones de largo alcance de la artillería. Todavía hay problemas de investigación, tales como una tendencia para los rieles para vaporizar y el problema de la carga de sobrecalentamiento en el aire a tan colosal velocidades.

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