Vi är bekanta med raketer, de kontrollerade explosionerna som transporterar last och bräckliga människor till rymden. Men finns det några icke-raketvägar vi kan komma till rymden?
Vill du gå utrymme? Skaffa en raket. Ingenting annat som någonsin uppfunnits kan frigöra de enorma mängder energi på ett kontrollerat sätt för att få dig till banan.
Allt kommer ner till hastighet. Just nu står du stilla på jorden. Om du hoppar upp kommer du tillbaka där du började. Men om du hade en hastighet i sidled på 10 meter / sekund och du hoppade upp, skulle du landa ner några meter ... smärtsamt. Och om du rörde 7 800 meter per sekund i sidled - och du var några hundra kilometer upp - skulle du bara kretsa runt jorden.
Att få den typen av hastighet tar raketer. Dessa magiska vetenskapliga åskväder är oerhört dyra, ineffektiva och engångsbruk. Föreställ dig om du var tvungen att köpa en ny bil för varje pendel. Att bara spränga en enda kilogram till omloppsbana kostar vanligtvis cirka 10 000 dollar. När du köper en resa till rymden går bara några hundra k till gasen. Dessa miljoner dollar kostar mestadels kostnaden för den raket som du kommer att sparka till trottoarkanten när du är klar med den.
SpaceX är ett av de mest innovativa raketföretagen där ute. De tänker på sätt att återanvända så mycket av raketen som de kan, och skära ner de irriterande lanseringskostnaderna, vilket förstör vad som annars skulle vara en rutinrik resa till månen. Kanske i framtiden kan raketer användas hundratals eller till och med tusentals gånger, som din bil eller kommersiella flygplan.
Är det det bästa vi kunde göra? Kan vi inte bara släppa raketerna helt? För att komma från marken till bana måste du vinna 7 800 meter per sekund för hastighet. En raket ger dig den hastigheten genom konstant acceleration, men kan du leverera den typen av hastighet med en enda kick?
Vad sägs om en enorm pistol och bara skjuta saker i bana? Du måste omedelbart ge fordonet en enorm hastighet. Detta skapar tusentals gånger tyngdkraften på passagerarna. Alla ombord omvandlas till en fin röd beläggning fördelad jämnt över hela kabinen. Du kan bara komma undan med detta några gånger innan dina marsvinpassagerare blir kloka.
"Steward, det finns benchips i min champagne!"
Om du förlänger längden på pistolens tunna över många kilometer kan du jämna ut den accelerationskraft som människor faktiskt kan motstå. Detta är idén som Startram föreslog. De letar efter att bygga ett spår på sidan av ett berg och använda elektromagnetism för att skjuta en släde upp till omloppshastigheten.
Det här låter kanske långt, men många länder använder maglev-teknik med tåg och bryter hastighetsrekord runt om i världen. Japanarna drev nyligen ett maglev-tåg till 603 kilometer i timmen. Denna första version av Startram skulle kosta 20 miljarder dollar, och de enorma krafterna skulle bara fungera för all last som levereras i ett icke-levande tillstånd, trots hur det började.
Ännu dyrare är versionen med en 1500 kilometer lång bana som kan sprida accelerationen över en längre period och låta människor flyga ut i rymden och anländer säkert i sin ursprungliga "non-paste" -konfiguration.
Det finns ett par tekniska hinder. Till exempel ett spår på 20 kilometer i höjd där projektiler lämnar munstycket och ventilationsatmosfären för att förhindra chockvågen som skulle riva hela strukturen isär.
Om det går att fungera kan vi sänka lanseringskostnaderna ner till $ 50 / kilogram. Att betyda en resa till den internationella rymdstationen kan kosta 5 000 dollar.
En annan idé skulle vara, överraskande, lasrar. Jag vet att det låter som om jag gör det här. Lasrar kan fixa alla framtida problem. De kan spåra och spränga startbilar med en speciell beläggning som förångas till gas när den värms upp. Detta skulle generera drivkraft som en raket, men fordonet skulle behöva bära en bråkdel av massan av traditionellt bränsle.
Du behöver inte ens slå själv raketten för att skapa drivkraft. En laser kan överhettas luft strax bakom lanseringsfordonet för att skapa en liten chockvåg och generera drivkraft. Denna teknik har demonstrerats med prototypen Lightcraft.
Vad sägs om ballonger? Det är möjligt att lansera ballonger nu som kan komma till så hög höjd att de är över 90% av jordens atmosfär. Detta minskar avsevärt mängden atmosfärisk drag som raketer skulle behöva för att genomföra resan till rymden.
Rymdkoloniseringspionjären Gerard K. O’Neill föreställde sig en ballongbaserad rymdport flyta i utkanten av rymden. Astronauter skulle avvika från rymdporten och kräva mindre kraft för att nå bana.
Vi har också pratat om idén om en rymdhiss. Sträcker en kabel från jorden upp till geostationär bana och transporterar nyttolaster på det sättet. Det finns enorma hinder för att utveckla teknik som det. Det kanske inte ens finns material som är tillräckligt starka i universum för att stödja krafterna.
Men en komplett rymdhiss kanske inte är nödvändig. Det kan vara möjligt att använda tetrar som roterar vid kanten av rymden, som överför momentum till rymdskepp, höjer dem steg för steg till en högre hastighet och så småningom in i bana. Dessa tethers förlorar hastigheten med varje hjälp, men de kan ha något annat framdrivningssystem, som en jon-drivenhet, för att återställa deras omloppshastighet.
Framtida metoder för att komma åt rymden kommer att vara en kombination av några eller alla av dessa idéer tillsammans med traditionella och återanvändbara raketer. Ballonger och luftuppskjutningssystem för att minska raketens drag, elektromagnetisk acceleration för att minska mängden bränsle som behövs och markbaserade lasrar för att ge kraft och ytterligare drivkraft och pew-ljud. Kanske med en serie tethers som bär nyttolast till högre och högre banor.
Det är trevligt att veta att ingenjörer arbetar med nya och bättre sätt att komma åt utrymme. Raketer har gjort utforskning av rymden möjlig, men det finns en rad tekniker som vi kan använda för att minska lanseringskostnaderna och öppna helt nya utsikter för rymdutforskning och kolonisering. Jag kan inte vänta och se vad som händer härnäst.
Vilka alternativa metoder för att komma till rymden är du mest upphetsad med? Låt oss veta dina tankar i kommentarerna nedan.
