211service.com
Fem opplegg for billigere romoppskytinger – og fem advarende historier
Illustrasjoner av romfartøy i kategoriene 5 nye planer og 5 feil Illustrasjoner av John MacNeill
I de siste tiårene av forrige århundre og de første tiårene av dette, ville den gjennomsnittlige kostnaden for å skyte et kilogram inn i jordens bane rett og slett ikke endres. Prisen svevde hardnakket over $10 000, og ny idé etter ny idé klarte ikke å bryte blindveien.
Denne hindrede innovasjonen – tross alt, hvis det er dyrt å lansere noe, blir det vanskelig å ta andre typer risiko. Men meningen var delt: Hadde ting stagnert fordi det aldri fantes nok penger til å se ideer gjennom? Eller var det fordi andre forbedringer – i for eksempel materialvitenskap eller autonom navigasjon – ikke var tilstrekkelig modne?
Denne historien var en del av vår utgave av juli 2019
- Se resten av saken
- Abonnere
Alt som har endret seg de siste årene da nye fartøyer brøt vranglåsen, spesielt SpaceXs Falcon Heavy, som er omtrent en tiendedel så kostbar per kilo som dens nærmeste konkurrent.
Nå er det sentrale spørsmålet om dette er starten på et nytt platå eller om det, som Elon Musk håper, signaliserer stadig billigere oppskytninger og stadig mer rominnovasjon. Suksessen eller fiaskoen til disse systemene vil hjelpe med å finne et svar.
5 nye planer
XS-1
Helt siden 1960-tallet har ingeniører drømt om et romfly som kan gjenbrukes ofte på en måte som gjør romfart mer som flyreiser. Ingen har ennå kommet i nærheten. XS-1, som bygges av Boeing for Pentagon-forskningsbyrået DARPA, er ment å kunne foreta 10 flyvninger på 10 dager, og det tar opptil 5000 pund (2268 kilo) å gå i bane for under 5 millioner dollar. Testflyvninger er planlagt i 2020.
Stjernehopper
Starhopper er en prototype av den første fasen av SpaceXs planlagte Big Falcon Rocket, eller BFR. Selskapet planlegger å bruke det til å sende folk til Mars, samt å kjøre halvtimes skytteltjenester på jorden mellom byer som New York og Shanghai. BFRs nyttelastkapasitet er omtrent tre ganger så stor som for Falcon Heavy, selv om Elon Musk har sagt at han tror det vil koste mindre å bygge. En tidlig versjon av Starhopper fullførte en tethered test flight i Texas i april.
Ny Glenn
Denne raketten har en nyttelastkapasitet lik den til Falcon Heavy, men den er langt bredere med syv meter i diameter. Det betyr at den har dobbelt så mye brukbart volum. Det første trinnet vil fly tilbake for å bli gjenbrukt, omtrent som den mislykkede Baikal-boosteren (nedenfor). Blue Origin, som bygger raketten, er ordknapp når det gjelder testflydatoer, men konkurrerer om en Air Force-kontrakt som vil kreve oppskyting så snart som 2022.
Tethers
Selv om raketter kan gjenbrukes og oppnå stordriftsfordeler, er drivstoff fortsatt en stor kostnad. Tethers søker å endre dette på to forskjellige måter. En tilnærming fungerer som å svinge et tau, overføre momentum fra den ene enden til den andre. Tethers Unlimited, en oppstart, håper å bruke denne teknikken til å fange satellitter som ikke har nok energi til å komme seg i bane, og gi dem et ekstra løft. En annen type tjor vil bruke jordens magnetfelt for å øke banen til satellitter knyttet til hver ende av den. Noen testflyvninger har allerede funnet sted, og neste er planlagt til juni.
Spinlansering
Tethers kan overføre momentum mellom objekter som allerede er i rommet — men hva kan du gjøre mens du fortsatt har bakken å presse mot? Det er planen for Spinlaunch, en oppstart som samlet inn 40 millioner dollar i risikofinansiering i 2018. Selskapet brøt bakken på et oppskytningsanlegg i New Mexico i mai og planlegger å skyte opp sine første satellitter i 2022. Det ønsker å kaste så mange som fem satellitter en dag til kanten av verdensrommet ved hjelp av kraftige turbiner og små raketter ombord — på en måte det motsatte av en tjorheis.
5 advarende historier
Delta Clipper (DC-X)
Enkelt-trinn-til-bane har lenge vært et mål for rakettdesignere, siden å unngå flertrinnsraketter ville gjøre ting billigere, raskere og mer gjenbrukbare. Småskalaen DC-X fra McDonnell Douglas fløy flere suborbitale flyvninger, men programmet ble kansellert før en fullskala, orbit-kompatible versjon kunne bygges. Det var et offer, avhengig av hvem du spør, for umoden teknologi eller for kortsynte byråkrater. Flere Delta Clipper-ingeniører jobber nå for Blue Origin, hvis New Shepard-rakett sies å være inspirert av DC-X.
Venture Star/X-33
NASA brukte over en milliard dollar på X-33, en halvskala suborbital versjon av det som ville vært Venture Star. Fartøyet i full størrelse ville ha vært sammenlignbart i størrelse med romfergen, og byrået bygget til og med en dedikert romhavn på 32 millioner dollar for det ved Edwards Air Force Base i California. Men NASA og Lockheed Martin, selskapet som bygde X-33, hadde mange designuenigheter, og programmet ble kansellert før raketten noen gang fløy.
Baikal
Baikal-boosteren, designet på 1990-tallet som et gjenbrukbart første trinn for den russiske Angara-raketten, var en idé før sin tid. Som den første fasen av SpaceXs Falcon-rakett, skulle Baikal fly tilbake for å bli brukt igjen. Men i motsetning til Falcon første trinn, som bruker den samme raketten for å lande som den pleide å ta av, hadde Baikal en ekstra jetmotor for landing, noe som ga vekt og kompleksitet.
HL-20/HL-42
I kjølvannet av 1986-eksplosjonen av romfergen Utfordrer , HL-20 ble designet for å trygt og billig frakte passasjerer til romstasjonen Freedom. Verken den eller HL-42, en oppskalert etterfølger, kom noen gang til verdensrommet. Sierra Nevadas romfartøy Dream Chaser, som er basert på HL-20-designet, er imidlertid beregnet til å levere last til og fra den internasjonale romstasjonen fra slutten av 2020.
Roton
En annen mislykket ett-trinns-til-bane-idé, Roton, laget av Rotary Rocket, står i romhavnen Mojave som en advarsel og inspirasjon for kommende rompionerer. Ved å få raketten til å snurre raskt, håpet ingeniører å eliminere behovet for kostbare og kompliserte pumper. En prototype foretok tre testflyvninger i 1999, men den var vanskelig å kontrollere. Selskapet gikk tom for penger før knekkene kunne løses.