没有火箭,我们可以靠这些怪招去太空旅行

2019-10-10 02:54
科学中国人 2019年16期
关键词:弹射器有效载荷喷泉

太空喷泉:太空喷泉被认为是太空电梯的代替品。它们有地面站和空间站,但之间没有电梯。这个想法是由包括罗伯特·弗瓦德在内的六人团队提出的,他在自己的书《与魔术无异》中解释了这个想法。这个发明被称为太空喷泉,因为它像喷泉那样工作。如果水的力量保持恒定,球就可以保持在喷泉水面上。与此同时,落回喷泉的水会被重复使用,以保持小球不掉下来。

电磁弹射器:2012年,航空工程师乔治·梅斯和磁悬浮列车发明人詹姆斯·鲍威尔致力于制造他们所谓的StarTram的大型弹射器。StarTram就像在地铁里运行的高速磁悬浮列车,其运行管道一端在地面上,另一端则在上层大气中。不过,上层大气中的管道末端仍然用钢梁或类似的东西牢牢地固定在地面上。有效载荷将被磁加速,直到其到达另一端被弹射出去,以继续太空之旅。

要想将有效载荷送入太空,如今唯一的选择就是火箭。然而,这种情况未来可能会发生改变,科学家们正在研究其他的太空旅行方式,比如,用太空电梯、水下太空枪、弹射器甚至气球来旅行或将有效载荷送入太空。虽然其中有些方法看起来就像白日梦,但它们可能在未来几十年内成为现实。

太空枪:大型太空枪能够将有效载荷射入太空,但它不能用于发射人类,因为其巨大力量可能导致人类直接死亡。发明家约翰·亨特曾提出打造1100米长太空枪的设想,并将其称为Quick Launcher。

发射回路:发射回路将由保护材料覆盖的磁性电缆组成,它被视为电磁弹射器的高级版本。然而,发射回路的两端都将建在地面上,而不是一端建在空中。但轨道中心会升上天空,就像过山车那样。

超音速飞机:查尔斯·庞巴迪和胡安·加西亚·曼西拉建议使用特殊飞机进行太空旅行,比如,配备喷气发动机的超音速或高超音速飞机,它可以转化成火箭进入太空。要返回地球时,则转换回飞机模式。当把液氧注入废气时,喷气发动机就变成了火箭。当它达到脱离地球大气层的速度时,速度就会加快。

气球:名为World View的公司更喜欢用传统方法,希望用氦气球发射有效载荷。这些气球会升到同温层和太空,每次能够搭载两名飞行员和6名游客,飞行时间为6个小时。目前,该公司已经开发出预防和安全措施,防止气球落回地球或飞向太空。

弹弩:名为SpinLaunch的太空初创公司正在考虑用弹弩将有效载荷送入太空。弹弩实际上就是高速旋转的离心机,它旋转的速度非常快,能以每小时4800公里的速度将有效载荷甩入太空。

轨道环:轨道环与太空电梯密切相关。然而,与电梯不同的是,它是个环绕地球的巨大圆环。环上的几个点将与地球上的地面站相连,地面站将安装电梯,使我们能够进入太空。轨道环最早是由尼古拉·特斯拉在19世纪70年代提出的。

太空电梯:太空电梯就是从地面直达太空的电梯。1895年,俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基首次提出了这一想法。电梯系统由4到6根电缆组成,每根电缆都连接有电磁运载器,它将通向太空或上层大气中的不同平台。

天钩:天钩就像从外太空伸出来的巨大鱼钩,停在天空的某个地方。天钩通常被视为缩小版的太空电梯,两者原理基本相同,只是天钩上的电缆并未连接地面,也没有地面站。

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