Vilka är några sätt att minska lanseringskostnaderna?

Att lansera ut i rymden har alltid varit mycket dyrt.En typisk lanseringskostnad är $ 5.000 - $ 10.000 USD per pund nyttolast.Att lansera en satellit på 1 000 pund kan därför kosta upp till 10 miljoner USD.Ända sedan vi började lansera saker i rymden har forskare brainstormat sätt att sänka lanseringskostnaderna för att öppna denna gräns för fler företag, regeringar och individer.Men lite framsteg har gjorts hittills.

En del av kostnaden en rymdlansering är bränslet.För varje kilo nyttolast som lanseras i låg jordbana krävs 25-50 pund bränsle.Typiska raketer drivs av en kombination av flytande väte och syre, som båda måste hållas vid mycket låga temperaturer med många ton kryogen kylutrustning.Tänk på en raket som ett mycket dyrt kylskåp i storleken på en hög byggnad.

För att sänka lanseringskostnaderna är ett tillvägagångssätt att bygga en större raket.Tack vare skalfördelar tenderar större raketer att kosta mindre per pund än mindre raketer.Men detta går bara så långt.Större raketer kan minska lanseringskostnaden per pund med en faktor på två eller tre, men inte mycket mer än så.

De mest lovande vägarna för att avsevärt minska lanseringskostnaderna involverar lösningar där nyttolasten inte behöver ta med bränsle med den under uppstigningen.Detta är ett av de dyraste delarna av en konventionell raketlansering mdash;En raket måste bära tillräckligt med bränsle inte bara för att driva nyttolasten, utan också det återstående bränslet på väg upp.Botten i atmosfären är den tätaste och dyraste när det gäller energi att navigera igenom, men det är också där raketen själv är tyngsta, vilket kräver mycket stora bränsletankar.

Det finns flera förslag till bränslelösa eller lågbränslenRymdlanseringar.Den ena är att använda en luftandningsmotor (Ramjet) för det första steget av uppstigning, med atmosfäriskt syre som oxidationsmedel snarare än ombord på syre.Detta var tillvägagångssättet som använts av Spaceshipone, det första rymdskeppet som byggdes av ett privat företag.Ett annat, mer futuristiskt tillvägagångssätt skulle vara att konstruera en elektromagnetisk accelerator, eller järnväg, för att avfyra en nyttolast så snabbt att den når bana.Tyvärr skulle de flesta nyttolaster som skjutits in i bana från en järnväg uppleva accelerationer av minst 100 tyngdkrafter, tillräckligt för att döda människor.Därför, om en elektromagnetisk accelerator är byggd för rymdlanseringar, skulle den sannolikt endast användas för att skicka upp leveranser, såsom vatten eller stål, snarare än astronauter eller satelliter.

Ett ännu mer futuristiskt tillvägagångssätt för att sänka lanseringskostnaden skulle vara att byggaEn rymdhiss, en koppling som sträcker sig från ekvatorn till en motvikt som kretsar runt 36 371 km (22 600 mil) över jorden.Det enda kända materialet som är tillräckligt starkt för att användas för en sådan hiss utan att kollapsa under tyngdkraften skulle vara kolananorör.För närvarande kostar kolananorör cirka 25 000 USD per kilo, eller 25 miljoner USD per ton.Att skapa till och med en fröutrymme hiss skulle kräva cirka 20 ton, vilket till dagens priser skulle kosta 500 miljoner USD.Detta är ganska dyrt, men priserna för nanorör faller, och av många forskare tror att konstruktion av en rymdhiss kan vara ekonomiskt genomförbar år 2020.