Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

I rummet, dette er genanvendelighedens alder

Falcon 9-lancering i marts 2017. Kredit:SpaceX/flickr

Der laves store planer i rummet.

Investeringsbanker ønsker at mine asteroider for sjældne, værdifulde metaller. Japan vil bygge et solcelleanlæg. Milliardærmagnater ønsker at bygge hoteller i kredsløb for rumturister.

Vi kan se starten på et økonomisk boom i rummet. Men indtil videre, ingen af ​​disse ideer har gjort det langt fra tegnebrættet. Hvad holder dem tilbage?

Genbrug af raketter

Først og fremmest, det er svært at tjene penge i rummet. Flytning af "ting" (last, udstyr og mennesker) fra Jorden til rummet er en dyr proces. Det skyldes, at vi endnu ikke har lært at genbruge raketter.

Siden opsendelsen af ​​Sputnik startede rumalderen for 60 år siden, de fleste af de rumfartøjer, der er blevet opsendt, er Expendable Launch Vehicles (ELV'er), som kun flyver én gang. Efter at have leveret deres nyttelast, de kommer enten styrtende tilbage til Jorden, brænde op i atmosfæren, eller blot forblive i kredsløb som "rumskrot".

Hver gang en ny nyttelast skal sendes ud i rummet, en ny ELV skal bygges, koster millioner af dollars. Forestil dig, hvor meget en Uber ville koste, hvis chaufføren skulle købe en ny bil for hver tur!

Rumfærgen Atlantis undergår vedligeholdelse på Kennedy Space Center i 2003. Kredit:NASA

Det kan se ud til, at den oplagte løsning er at genbruge raketter. Idéen med genbrugelige startkøretøjer (RLV'er) er ikke ny, men at genbruge raketter har tidligere vist sig vanskeligt.

Det første rigtige forsøg på at lave en RLV var NASAs rumfærgeprogram.

Rumfærgen flåden var beregnet til at sænke omkostningerne ved rumtransport ved at være delvist genbrugelig. Men i stedet for at sænke omkostningerne, programmet øgede dem. Kompleksiteten og risikoen ved rumfærgeflåden gjorde det dyrt at vedligeholde og betjene dem. Og da det 30-årige program sluttede i 2011, det kan have virket som om argumentet for RLV'er endte med det.

Genvinding og genbrug

Men tilhængere af RLV'er var ikke afskrækket.

Et par måneder efter den sidste rumfærgeflyvning, SpaceX, et nystartet firma grundlagt af tech-milliardæren Elon Musk annoncerede en plan om at gøre sin Falcon 9-raket genanvendelig. SpaceX begyndte at arbejde på måder at genoprette og genbruge Falcon 9's booster-fase, den største, dyreste del af raketten.

To år senere, virksomheden begyndte at forsøge at genvinde brugte boostere ved at lade dem foretage kontrollerede nedstigninger i havet efter at have fuldført deres missioner. Efter nogle spektakulære fiaskoer, SpaceX genfandt med succes en booster for første gang i slutningen af ​​2015.

I løbet af de næste 15 måneder, SpaceX genfandt flere og flere boostere, opbygge et lager af brugte raketter. Men den har stadig ikke genbrugt nogen af ​​dem.

Det ændrede sig i marts 2017, da en af ​​de genvundne boostere blev renoveret og brugt til at opsende en kommunikationssatellit. Det var ikke første gang, en raket blev genbrugt – den ære vil altid tilhøre rumfærgen-programmet. Men i modsætning til rumfærgen, den genbrugte Falcon 9 var billigere.

For første gang i historien, genbrugsraketter giver god forretningsmæssig mening.

Opsendelsesomkostninger for mellemløftede raketter. Kredit:Data fra U.S. Federal Aviation Administration

Selv uden at blive genbrugt, Falcon 9 var allerede meget billigere end tilsvarende mellemstore raketter, som vist i skemaet ovenfor. Og det bliver kun billigere med flere genbrugsflyvninger.

Hvordan reagerer SpaceX' konkurrence på denne udvikling?

USA's raketindustris sværvægter United Launch Alliance (ULA), et joint venture mellem Boeing og Lockheed Martin, har offentliggjort en plan for genbrug af raketter. Men selv efter den vellykkede SpaceX-genbrugsflyvning i marts, ULA CEO Tory Bruno er fortsat skeptisk over for RLV'er.

Det europæiske raketfirma Arianespace ser ud til at ignorere RLV'er helt.

Opgaven

Selvom de traditionelle aktører i raketindustrien fortsætter med at ignorere RLV'er, SpaceX vil ikke forblive alene i sin søgen efter genbrug.

Andre milliardærer lader ikke Musk have industrien for sig selv. Jeff Bezos, verdens næstrigeste mand, ejer Blue Origin, et rivaliserende raketfirma. Virksomheden er ved at afslutte testningen af ​​New Shepherd, en lille suborbital raket, og planlægger at begynde at sende passagerer ud i rummet i 2018.

Blue Origin arbejder også på New Glenn, en meget større genanvendelig raket, der vil kunne konkurrere med SpaceX direkte.

Richard Branson, grundlægger af Virgin Group, ønsker også at sende turister på suborbitale flyvninger. Branson har grundlagt Virgin Galactic, som vil flyve passagerer på SpaceShipTwo, et genanvendeligt rumfly. Hundredvis af mennesker har betalt 250 USD, 000 indskud til Virgin Galactic-flyvninger, som forventes at starte i 2018.

På samme tid, andre grupper fra hele verden sætter sig for at bevise, at du ikke behøver at være milliardær for at spille RLV-spillet. I Storbritannien, Reaction Engines designer Skylon genanvendelige rumfly med sin innovative SABER hybridmotor.

Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) forsker i en genanvendelig sonderende raket. Og den indiske rumforskningsorganisation tester et genanvendeligt rumfærgelignende rumfly.

I Australien, University of Queensland udvikler SPARTAN, en lille RLV, der bruger banebrydende scramjet-motorer.

Tiden vil vise, hvilke af disse bestræbelser der lykkes, men det er klart, at momentum for RLV'er er ved at opbygges. RLV'er bringer løftet om billig rumtransport med sig, som kunne åbne nye verdener af muligheder i rummet.

Genanvendelighedens tidsalder er begyndt.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.




Varme artikler