Rymdspårvagnen är en maglev -assisterad variant av rymduppskjutningssystemet . Den initiala installationen av den första generationen kommer att vara enbart last, med sitt ursprung på en bergstopp på en höjd av 3 till 7 kilometer med ett evakueringsrör kvar på den lokala ytan; det hävdades att cirka 150 000 ton skulle kunna lyftas upp i omloppsbana på detta sätt på ett år. Passagerare i 2:a generationens system skulle behöva mer avancerad teknik, och istället för en längre väg skulle röret gradvis krökas mot slutet på en höjd av tunnare luft på 22 kilometer, stödd av magnetisk levitation , vilket minskar g-krafterna när kapseln passerade från vakuumröret till atmosfären . SPESIF 2010-presentationen indikerade att Gen-1 skulle kunna vara färdig 2020+ om finansieringen startar 2010, Gen-2 2030+. [ett]
James R. Powell uppfann det supraledande maglevkonceptet på 1960-talet tillsammans med kollegan Gordon Danby vid Brookhaven National Laboratory . Gordon utvecklades därefter till den moderna maglev. [1] Powell var senare med och grundade StarTram, Inc. tillsammans med Dr. George Mace, en rymdingenjör , som tidigare arbetade vid Brookhaven National Laboratory från 1974 till 1997, specialiserad på områden som uppvärmning för återinträde och hypersonisk fordonsdesign . [2]
StarTram-projektet publicerades först i en tidning 2001 [3] och patenterades, [4] med hänvisning till en MagLifter-tidning från 1994. Utvecklat av John C. Mankins, [5] som var chef för Advanced Concept Research vid NASA, inkluderade MagLifter-konceptet maglev lanseringshjälp för hastigheter på flera hundra m/s och korta vägar, med en förutspådd effektivitet på 90%. [6] Med tanke på att StarTram i huvudsak är en MagLifter som tagits i mycket större utsträckning, diskuterades både MagLifter och StarTram året därpå i en konceptstudie av Zaha Hadid för NASA :s Kennedy Space Center , som också granskades tillsammans med Maglev 2000 med Powell och Danby. [7] [8] [9]
En efterföljande designer utvecklar StarTram till en 1:a generationens version, en 2:a generationens version och en alternativ 1.5-version. [ett]
John Rather, som tjänstgjorde som assisterande chef för rymdteknologi (programutveckling) vid NASA, [10] sa:
Ett föga känt faktum är att i mitten av 1990-talet, NASAs högkvarter, Space Flight Center. Marshall och viktiga privata innovatörer har försökt ändra de viktigaste paradigmen för rymdtillgänglighet och utforskning. Vanligtvis har dessa ansträngningar använt elektromagnetiska uppskjutningstekniker och nya tillvägagångssätt för högeffekts elektriska system i rymden. ...
StarTram skapades främst utifrån principen att sänka kostnaderna och öka effektiviteten i utrymmet med mer än hundra gånger. ...
Den övergripande genomförbarheten och kostnaden för StarTram-metoden bekräftades 2005 av en rigorös "mordkommission"-studie utförd vid Sandia National Laboratory. [elva]
Den första generationens installation är tänkt att accelerera ett obemannat flygfarkost med en överbelastning på 30 g i en tunnel som är cirka 130 kilometer lång, förhindra förlust av vakuum med hjälp av ett plasmafönster och kompensera för en ökning av trycket i tunneln under en kortare tid öppning av en mekanisk slutare genom att avlägsna luft med en MHD-pump. (Plasmafönster större än tidigare konstruktioner, uppskattad effektförbrukning 2,5 MW för en 3 meters diameter). [12] I referensdesignen är utgången på ytan av en 6 000 meter hög bergstopp, där lastkapslarna når en hastighet av 8,78 kilometer per sekund och går in i en låg jordbana i en vinkel på 10 grader. På grund av jordens rotation när man skjuter österut, kompenserar den extra hastigheten, mycket högre än den nominella omloppshastigheten, för förluster under uppstigning, inklusive 0,8 km / s från drag. [1] [13]
Ett lastfartyg som väger 40 ton, 2 meter i diameter och 13 meter långt skulle uppleva påverkan av atmosfäriskt intrång kort. Med en luftmotståndskoefficient av god form på 0,09 är den maximala retardationen för en långsträckt projektil som skjuts upp i berg tillfälligt 20 g , men halveras under de första 4 sekunderna och fortsätter att minska när den snabbt passerar över större delen av den återstående atmosfären.
Under de första sekunderna efter att ha lämnat utskjutningsröret är uppvärmningshastigheten med den optimala nosformen cirka 30 kV/cm 2 vid stagnationspunkten, dock mycket mindre för den större nosen, men faller under 10 kV/cm 2 efter några få sekunder. Kylning med transpirationsvatten planeras, korttidsförbrukning upp till ≈ 100 liter/m 2 vatten per sekund. Några procent av projektilens massa i vatten anses tillräckligt. [ett]
Själva tunnelröret för den första generationen har inga supraledare, kräver ingen kryogen kylning och ingen av dem är högre än den omgivande höjden av landskapet. Förutom den sannolika användningen av supraledande magnetisk energilagring som en metod för att lagra elektricitet, finns supraledande magneter bara på ett rörligt rymdskepp, vilket inducerar ström till relativt billiga aluminiumslingor på väggarna i accelerationstunneln, vilket lyfter rymdfarkosten med ett gap på 10 centimeter, medan den andra uppsättningen aluminiumslingor på väggarna bär en växelström som accelererar en linjär synkronmotor .
| Raketfri rymduppskjutning | |
|---|---|
| |