Čína staví railgun, který dokáže vymrštit kosmickou loď s posádkou na oběžnou dráhu

Rakety jsou passé, Čína pracuje na použití elektromagnetického railgunu k vynesení kosmické lodi s posádkou o velikosti Boeingu 737 o hmotnosti 50 tun na oběžnou dráhu. Tento pozoruhodně ambiciózní projekt je ještě ambicióznější, než se na první pohled zdá.

Nazvěme to railgun, katapult nebo hromadný ovladač, nápad nahradit rakety elektromagnetickým urychlovačem je velmi atraktivní varianta. Namísto vzletu na chemických raketách, které musí nést palivo a palivo, aby zvedly palivo a palivo, aby zvedly palivo a další palivo, je smysluplnější ponechat co největší část odpalovacího systému na zemi a přitom nechat vozidlo lehké. jak je to možné.

Princip takového vesmírného railgunu je jednoduchý, ale detaily jsou překvapivě složité a čísla se velmi rychle stanou skličujícími. Pokud Čína dokáže použít takový systém ke startu kosmického letadla v rámci svého projektu Tengyun, který začal v roce 2016, byl by to jeden z hlavních technických úspěchů historie.

Podle čínských oficiálních médií je v plánu vybudovat elektromagnetickou startovací dráhu, která by byla schopna urychlit kosmické letadlo na rychlost Mach 1,6 nebo dokonce až na Mach 5. Jakmile by se vozidlo dostalo do vzduchu, spustilo by své palubní raketové motory a dále zrychlovat na orbitální rychlost.

To znamená nejen vytvořit kosmickou loď, která je kompatibilní s takovým railgunem, ale také odpalovací zařízení, které je schopné udržet své g-síly, vibrace a další proměnné v bezpečných tolerancích pro lidské cestující. Podobné systémy byly studovány NASA, i když se tyto systémy soustředily spíše na robustní hloupé a robotické užitečné zatížení, které může být hodně trestáno.

Nový systém vyvíjí Výzkumný ústav technologie letových vozidel společnosti China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC), který údajně postavil dvoukilometrovou (1,2 míle) testovací dráhu v Datongu v provincii Shanxi. Z popisu vyplývá, že je přibližně stejně velká jako testovací dráha Hyperloop, která bývala v Nevadě mimo Las Vegas a je utěsněna uvnitř podobné vakuové trubice. V současné době může trať dosáhnout rychlosti 620 mph (1000 km/h) a bude prodloužena tak, aby byla pětkrát rychlejší.

Vyvinout z toho správný kosmický startovací systém bude přinejmenším skličující. Nebude to jen otázka rozšiřování technologie, bude to vyžadovat zásadní pokrok nejen v samotném railgunu, ale v jeho řídicích systémech, prostředcích jeho napájení a dokonce i v tom, jak postavit komponenty, které vymyslet si.

Jedním z problémů je, že pro railgun, který může dosáhnout rychlosti Mach 1,6 s cestujícími na palubě, bude muset být dlouhý alespoň pět mil (8 km). A mnohem déle, pokud má dosáhnout Mach 5. To není jen spousta elektromagnetů, které mohou potřebovat kryogenně chlazené, budou také muset být utěsněny v největší vakuové komoře, která kdy byla zkonstruována, která bude potřebovat obrovská čerpadla k udržení tohoto vakua. . Tato trubková komora bude také potřebovat velmi speciální vzduchovou komoru, aby vozidlo mohlo vyjet nadzvukovou rychlostí. Pokud to nebude fungovat dokonale, mohlo by dojít k některé z mnoha velmi ošklivých nehod zahrnujících energie v blízkosti taktické jaderné zbraně.

Pak je tu otázka moci. Railguny používané k vypouštění stíhacích letadel z letadlové lodi USS Gerald R. Ford používají 121 megajoulů ke zrychlení letadla na 150 mph (241 km/h). K urychlení podobné hmotnosti jako Mach 5 by čínský railgun potřeboval ohromujících 50 000 megajoulů. A navrhovaný vesmírný letoun má vážit nejméně 10krát více.

To znamená, že vesmírný railgun by ke svému provozu vyžadoval jadernou elektrárnu, která by generovala gigajoule za sekundu, a potřeboval by úplně nový generátor superkondenzátorů k ukládání energie. Laboratoř vysokého magnetického pole Hochfeld-Magnetlabor Dresden-Dresden má nejmodernější kondenzátorovou banku, která dokáže zpracovat 50 megajoulů, což je světový rekord. Čínský railgun by to potřeboval vylepšit o tisícovku.

To bude vyžadovat nejen pozoruhodné základní pokroky v některých již vyspělých strojírenstvích, ale také vybudování zcela nové průmyslové infrastruktury schopné takové stroje postavit. A to se netýká ani senzorových a počítačových systémů potřebných k monitorování a ovládání všech subsystémů railgunu v reálném čase.

Číňané tvrdí, že pokud bude railgun úspěšný, sníží náklady na start na oběžnou dráhu na 60 USD/kg. To je revoluční snížení i na 3 000 $/kg od SpaceX.

Jak se však říká, nejdříve si chyťte svého králíka.

Zdroj: South China Morning Post