未來將使用磁軌炮發射太空船

  太空飛船,傳統上都是用火箭發射的。今年4月,奧巴馬總統敦促美國宇航局尋找一個更經濟的方法。9月前後,工程師們提出了一個借用磁軌的計劃,將在推進力方面節省千百萬美元,並提高宇航員的安全性,以便考慮更頻繁的飛行。計劃需要的是3.2公里長的電磁軌道、10馬赫(音速的倍數)的飛行器,以及足夠點亮一個城鎮的電力。

  一架沖壓噴射機背負著太空船,通過磁軌炮發射升空;在61公里高空處太空船點火,將負荷發射入軌道後返回。整個過程比火箭發射略複雜一些,但工程師說它也因此更有靈活性,最關鍵的是使用的推進力只是今天火箭發射方法的零頭。航天飛機每次的發射費用為4.5億美元。磁軌炮/沖壓噴射機的開發費用估計2倍於此,但以後每次飛行的花費則會少得多。美國宇航局希望借助這種新方法能將重達4.5噸的飛船送入軌道,進而也以此法將載人飛船推向月球。

  宇航局肯尼迪太空中心的斯坦·斯達說,10年中就可能投入測試。眼下目標為減少對火箭依賴的空間計劃並不鮮見,但相比而言,磁軌炮/沖壓噴射機計劃的各項相關技術都比較成熟。美國宇航局的超音速沖壓噴射機已做到維持10馬赫12秒之久;2009年春,波音的X-51超音速沖壓噴射機創下5馬赫200秒的紀錄。磁軌炮剛剛試射成功,以5馬赫將炮彈打出200公里。美國海軍正嘗試用它取代水力系統來彈射航母上的噴氣戰鬥機。“就像做蛋糕,所有的成分都齊了,”宇航局工程師巴爾托洛塔說,“我們只需要理解該如何烘焙。”

  讓我們來看一下這個方案的工作過程

  用磁軌炮發射——24萬馬力的線性馬達把180兆瓦轉換成電磁力,將背負太空船的沖壓噴射機沿3.2公里長的軌道推行。飛行器在60秒內從0加速到5馬赫,這個過程雖快,但重力卻小於3個大氣壓,對載人飛行更顯安全。

  沖壓噴射機點火——飛行員將高速渦輪發動機點火,從軌道發射。當飛行器達到4馬赫時,流經噴氣機進風口的空氣足夠快速而壓縮,升溫至攝氏1650度,在燃燒室中點燃氫,產生數萬磅的推進力。

  太空船進入軌道——飛行器在約61公里高度,以10馬赫前進,宇宙飛行在此開始。沖壓噴射機與背負的太空船分開,噴射機向下飛離;而太空船尾部火箭點火,進入軌道。

  噴射機/太空船返回著陸——沖壓噴射機減速,使用它的渦輪發動機飛回地球,在跑道上著陸。而太空船也在將負載送入軌道後重入大氣層,並滑翔返回出發地點。這兩個飛行器能在登陸24小時內為下一次任務作好準備。




發表評論

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen:

圖片 表情