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。 |
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