美国宇航局工程师提议将电磁炮和超燃冲压发动机结合起来,将航天器送入轨道

美国宇航局工程师提议将电磁炮和超燃冲压发动机结合起来,将航天器送入轨道

今年 4 月,奥巴马总统敦促 NASA 想出一种比传统火箭更便宜的航天器发射方法。到 9 月,NASA 的工程师们提出了一项计划,可以节省数百万美元的推进剂,提高宇航员的安全性,并允许更频繁地飞行。只需要两英里的火车轨道、一架能以 10 倍音速飞行的飞机,以及足以照亮一座小镇的电力。

该系统需要两英里长的轨道炮来发射超燃冲压发动机,然后超燃冲压发动机将飞到 20 万英尺的高空。超燃冲压发动机随后将有效载荷送入轨道并返回地球。这个过程比火箭发射更复杂,但工程师们表示它也更灵活。有了它,NASA 可以在一天内将一颗 10,000 磅重的卫星送入轨道,第二天将一艘载人飞船送往月球,而所用推进剂仅为当今火箭的一小部分。

这听起来太过神奇,不可能成为现实。但 NASA 肯尼迪航天中心的物理学家斯坦·斯塔尔 (Stan Starr) 表示,与其他无需火箭的太空进入计划不同,每项相关技术都足够先进,可以在 10 年内进行测试。NASA 的超燃冲压发动机已达到 10 马赫的速度,并持续了 12 秒;去年春天,波音公司的 X-51 超燃冲压发动机以 5 马赫的速度创下了 200 秒的记录。电磁炮也即将问世。海军正在测试一种电磁发射系统,以取代从航空母舰上弹射战斗机的液压系统。“我们已经准备好了所有原料,”参与该项目的 NASA 航空航天工程师保罗·巴托洛塔 (Paul Bartolotta) 说。“现在我们只需要想办法把蛋糕做好。”

如何飞入轨道:

加速电磁炮

240,000 马力的线性发动机将 180 兆瓦的电力转换为电磁力,推动载有航天器的超燃冲压发动机沿着两英里长的轨道飞行。航天器在 60 秒内从 0 加速到 1,100 英里/小时(1.5 马赫)——速度很快,但重力加速度低于 3 G,可安全进行载人飞行。

启动超燃冲压发动机

飞行员启动高速涡轮喷气发动机并从跑道上发射。一旦飞行器达到 4 马赫的速度,流经喷气进气口的空气就会足够快,压缩、加热到 3,000ºF,并点燃燃烧室中的氢气,产生数万磅的推力。

进入轨道

在 20 万英尺的高空,没有足够的空气让以 10 马赫速度飞行的超燃冲压发动机产生推力。太空飞行从这里开始。两艘飞船分离,超燃冲压发动机向下俯冲,避开上方飞船发射尾部火箭将其送入轨道。

稳住落地

超燃冲压发动机减速,利用涡轮喷气发动机飞回地球,在跑道上着陆。一旦航天器将有效载荷送入轨道,它就会重新进入大气层,滑翔回发射场。两艘飞船可以在着陆后 24 小时内准备好执行另一次任务。

<<:  1927 年款 T 型车在艰苦的耐力赛中战胜了 164 辆现代机器

>>:  2010 年度 100 项最佳创新一网打尽

推荐阅读

观看马里亚纳海沟的现场视频

https://www.youtube.com/watch?v=6aXR-SL5L2o//欣赏马里...

南极洲的裂缝正在形成一座相当于特拉华州大小的冰山

一座大小与特拉华州相当的冰山正开始脱离南极洲。它一开始只有一条小裂缝,但现在已经长到 70 英里长,...

火箭燃料可能正在污染地球上层大气

在加利福尼亚州圣巴巴拉西北 54 英里处一个雾蒙蒙的仲夏早晨,SpaceX 工程师们匆匆忙忙地完成着...

法比安·库斯托为何想建造一座水下城市

在 1963 年 7 月的《大众科学》杂志上,我们详细介绍了海洋学家雅克·库斯托的工作,他当时正在建...

经过几次小波折后,NASA 的毅力号开始在火星上执行主要任务

毅力号火星车于二月份着陆,六个月后完成了一系列初步测试,终于开始深入研究该任务的科学原理。美国宇航局...

当科技可以读取你的脑电波时,谁拥有你的思想?

脑机接口 (BCI) 公司正在大力开发旨在理解和操纵人类神经通路的设备和服务。一些专注于医疗的神经技...

写给母亲的信:评价日本最短的感人故事

写给妈妈的一封信 - 写给妈妈在日本最短的信概述《写给母亲的信:日本最短的信》是1995年上映的日本...

草类科学家艾格尼丝·蔡斯向我们展示了“地球是如何凝聚在一起的”

科学新闻的年鉴并不总是尽可能地全面。因此, PopSci 正在努力通过《In Hindsight》系...

这些鹦鹉有口音

对于人类来说,我们所居住的地区影响着一切,从食物偏好到我们的交流方式。对于许多非人类动物来说也是如此...

《红辣椒》的魅力与评价:透彻分析动人的故事和视觉美感

《红辣椒》:超越梦境与现实界限的奇幻世界《红辣椒》是一部 2006 年的日本动画电影,由今敏执导,改...

十三种科学支持的方法让你的感恩节更美好

感恩节可能是一年中最紧张的时刻。所以让我们转向科学。这些技巧将帮助您在烹饪完美大餐、招待客人和避免去...

闪购!Babbel 终身使用权现价 140 美元,截止 7 月 5 日

为了旅行、工作或个人成长而学习第二(或第三)语言可能听起来很吓人,但 Babbel 让学习变得有趣且...

奥运会垒球(最后一次)

每四年,我们都会观看。我们对羽毛球感到惊叹,对现代十项全能感到好奇。在 37 个项目中颁发了 300...

《Anima Yell!》的魅力与评价:对动人的故事和人物深度的透彻解释

阿尼玛呐喊! - 青春啦啦队和友谊的故事2018年10月至12月播出的电视动画《Anima Yell...

《在下雪的小镇》:重新评价每个人歌曲的情感

《雪乡》——冬季传统与 NHK 历史动画《在雪乡》是1966年12月在NHK教育电视台(现NHK E...