Космічний фонтан

Останні роки відмітили початок нового космічних забігів, але якщо в 70-х рр. це була гонка суперпотужних, тепер це забіг приватних компаній. І основна проблема цих компаній полягає у введенні вантажу на орбіту. Використовувані ракети дуже дорогі і не дозволяють великих обсягів вантажу знімати в короткий час. Різні проекти вирішують цю проблему по-різному. Але більшість з них є неефективними, або вони не мають можливості реалізувати в даний час. Одна з них, на мій погляд, найбільш перспективна і фантастична технологія сьогодні, це простір фонтану.

Ця концепція була вперше введена спільними зусиллями Роберта Л. Форварда, Марвін Мінська, Джон Маккарті, Ганс Моравец, Родерик Хайде та Lowell Wood. У книзі Роберта Л. Форварда можна знайти велику угоду про інформацію.


Простірний фонтан використовує безперервний потік електромагнітно прискорених металевих гранул, щоб доставити вантаж до ексорбітантних висот, використовуючи ті ж основні фізичні принципи, які звичайний фонтан має пластиковий кульковий атоп вертикальний струмінь води.

Малі металеві гранули мільйонами будуть випущені до станції «дефлектор» високо над землею, яка буде використовувати магнітне поле і зловити гранули, випалити їх уздовж кривої електромагнітним прискорювачем і повернути їх назад до землі. Заземна станція, в свою чергу, буде використовувати магнітний ковпачок, щоб зловити кулі, відправляти їх назад криву з потужним електромагнітним акселератором до станції, все в одному безперервному циклі. Тиск, що вичерпається на магнітних полях сап і вигнутий акселератор безперервним струмом гранул, буде підтримувати всю структуру в повітрі.

Ключ до розуміння простору фонтану полягає в тому, що він використовує безперервний потік гранул для постійного тиску і підйому станції. Пам'ятайте аналогію з фонтаном, тому він може тримати м'яч підвішений струмком води безперервним переробкам води: вода, яка падає назад в фонтан, всмоктується в водозабору і назад в струмінь води і так далі. Це те ж з металом «джи» космічного фонтану.

Крім того, важливо розуміти, що гранули і станція ніколи не мають фізичного контакту. Магнітні поля скипи і вигнутий акселератор виступає як різновид буфера, запобігаючи будь-яким пошкодженням гранул, що кидаються на станцію при швидкості 4 км / с. Однак гранули викладають тиск на магнітні поля, як вони проходять через них, і ця сила в свою чергу передається на станцію, зберігаючи її в повітрі.

За допомогою цієї технології фонтан може піднімати повністю обладнану локацію вагою 40 тонн або більше до будь-якої висоти, навіть до висоти ліфта (40 000 км). Але чим вище висота, тим більше потрібна енергія (більше на цьому нижче). Для підтримки простору фонтану близько 2000 км у висоту вимагає постійної енергії, що можна порівняти з споживанням сучасного міста.

Але одна з переваг фонтану полягає в тому, що після запуску системи енергія, яка необхідна для підтримки її буде набагато менше енергії, щоб запустити його. Збиток імпульсу від тяжіння, як потік гранульованих сосів точно буде збалансований збільшенням імпульсу ваги при падінні на першому вокзалі і загальним імпульсом системи ніколи не зміниться. Ентропія диктує, що деяка енергія з часом буде втрачена через час, але це може легко згасати допоміжними електростанціями, що генерують невелику частку енергії, необхідної для початку системи. Таким чином, навіть якщо живлення переривається, фонтан буде функціонувати нормально протягом деякого часу. Для підвісних станцій від 1000 км, це може зайняти до декількох годин.

Простірний фонтан, ймовірно, буде побудований з надмірною опорою потоку. В свою книгу згадується не менше трьох до шести восьми фонтанів, кожен з власних автономних джерел живлення. У романі Starquake, іноземець Cheela побудував шести окремих фонтанів. Кожен підняв боковину шестикутного дефлектора станції.

Ще одна перевага простору фонтану полягає в тому, що система може бути побудована з нуля. Станція метро та дефлекторна станція з акселераторами може бути повністю побудована на землі, а станція буде зверху на наземну станцію з вирівняними акселераторами. Після чого сила потоку гранул повільно, але в кінцевому підсумку підняти станцію спочатку на кілька сантиметрів, потім на кілька сотень метрів і так на кілометрах від кілометра. Процес може бути призупинений на будь-якій висоті, від декількох сантиметрів до декількох тисяч метрів, невизначено, що дозволяє калібрувати, технічне обслуговування, нове будівництво та ін.

Для підтримки бічних конструкцій, таких як ліфти або стіни, також можна використовувати джерела енергії для підтримки фонтану. Електромагнітні акселератори/реселератори можуть бути побудовані по вертикалі вздовж «розливу» гранул, тому фонтан може бути повільно побудований на основі міцності гранул. Зрізи стін (і будь-яка внутрішня структура) можуть підтримувати себе в повітрі з внутрішнім струмом, що проходить через них, вони не будуть відчувати перевантаження, оскільки буде корпус зі звичайними будівлями сотні або тисячі кілометрів у висоту.

Таким чином, простір фонтанів можна використовувати для створення дійсно гігантських будівель і башт. І на відміну від космічного ліфта, космічний фонтан не вимагає будь-яких надзвичайно дорогих або в даний час невибагливих матеріалів для будівництва. Сучасні сплави та композитні матеріали цілком підходять для його будівництва.

Найвідоміший додаток для такої супервисокої структури, звичайно, буде як ракетно-безкоштовного запуску. Електромагнітні акселератори можуть бути встановлені на зовнішніх стінах на орбіті. Фонтан близько 40 км високий буде достатньо для запуску пасажирів на орбіту з менше 3г прискорення, а висота 100 км або вище може просто кинути вантаж безпосередньо на орбіту без перевищення навіть 1г.

Фонтанна вежа також може використовуватися як величезна аркологія розмірів, дослідницький об'єкт, промисловий центр тощо. Фонтан 100 км, високий і 100 метрів, має близько 7.85 кубічних кілометрів обсягу. Дизайнери і архітектори можуть використовувати цей простір для будь-якого. Але є ще більші і більші вежі.

Перед тим, що космічних фонтанів спочатку повинні бути побудовані на "малій" масштабі і використані вперше в будівництві кілометр-довгих веж для радіо і телебачення. Технологія може бути розширена для підтримки надвисоких будівель, а потім, нарешті, це буде час для реального простору фонтану.

Джерело: habrahabr.ru/post/235605/