Uzaya Trenle Gitmek Startram

StarTram projesi, yüksek hızlı manyetik levitasyon (maglev) trenleri kullanarak uzay yolculuğunu mümkün kılmak amacıyla geliştirilen bir ulaşım konseptidir. Bu projenin temel hedefi, insanları ve yükleri Dünya’nın yüzeyinden uzaya fırlatmaktır.
StarTram, Amerikalı fizikçi Dr. James R. Powell tarafından önerilmiş ve ilk olarak 2010 yılında duyurulmuştur. Proje, devasa bir manyetik levitasyon rayında (launch loop) yüksek hızlı bir maglev tren sistemi kullanır. Bu tren, atmosfer dışına çıkabilmek için gereken hızı elde etmek için manyetik kaldırma kuvveti kullanır.
Projenin amacı, uzay yolculuğunu daha güvenli, verimli ve ekonomik hale getirmektir. StarTram sistemi, geleneksel roketlere göre daha az enerji kullanarak yüksek hızlara ulaşabilir ve bu sayede daha büyük yükleri taşıyabilir. Ayrıca, roketlerin atmosferden çıkış sırasında karşılaştığı sürtünme ve aerodinamik zorluklardan etkilenmez.
Ancak, StarTram projesi henüz tam anlamıyla gerçekleştirilmiş bir proje değildir. Bu tür büyük ölçekli bir manyetik levitasyon sistemini geliştirmek ve uygulamak teknik olarak zorlu bir görevdir. Ayrıca, proje için gereken finansman ve altyapı da önemli bir zorluktur.
Son bilgilerime göre, 2021 itibarıyla StarTram projesi tam anlamıyla hayata geçirilmemiş durumdadır. Ancak, uzay yolculuğu alanında ilerleme kaydeden diğer teknolojiler ve şirketler var. Bu alanda gelecekteki gelişmeleri takip etmek önemlidir, çünkü StarTram gibi projeler, uzay yolculuğunu daha erişilebilir hale getirebilecek potansiyele sahiptir.

Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda genç bir araştırmacı olan James Powell, 1961’de trafikte sıkışıp kalırken , büyük yolcu taşıyan arabaları kaldırmak ve itmek için güçlü mıknatıslar kullanma fikrini ortaya attı. Önümüzdeki yedi yıl boyunca, o ve meslektaşı Gordon Danby boş zamanlarını bir konsepti birleştirerek geçirdiler. 1968’de atılım için bir patent aldılar. Powell ve Danby’nin manyetik havaya yükselmesi ya da maglev teknolojisi o zamanlar sihir gibi görünmüş olmalıydı, ancak şimdi saatte 375 mil hıza kadar büyük trenleri taşımak için kullanılıyor!

Bu tek başarısına dayanmakla yetinmeyen 84 yaşındaki Powell, artık maglev atılımı için daha büyük hırslara sahip. 2001 yılında , bir havacılık mühendisi ve Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nın 23 yıllık emektarı George Maise ile uzay fırlatmalarında devrim yaratacak bir fikir ortaya atmak için bir araya geldi: StarTram .

Startram Fikri

StarTram adından da anlaşılacağı gibi cüretkar bir fikir. Uzaya bir maglev treni inşa etmek için atılan adımdır. Şu şekilde çalışıyor: Manyetik olarak kaldırılan uzay aracı, gökyüzüne doğru yönelmiş kavisli bir tüpün içinde ilerletilecek. Sürtünmeyi önlemek için tüm hava tüpten tahliye edilecektir. Tekne, Dünya atmosferinden kaçmak için uzun tüpten saniyede 8,8 kilometre hızla çıkacak. Kargo gemilerini fırlatmayı amaçlayan bir nesil-1 StarTram tasarımı, 12.000 ila 20.000 fit fırlatma yüksekliğine ulaşmak için bir dağın kenarına inşa edilmiş 81 millik bir tüpe sahip olacak. Şili’nin And Dağları veya güney New Mexico’daki White Sands Füze Menzili ideal yerler olabilir. Powell, uzay aracının her saat başı fırlatılabileceğini ve her fırlatma başına yetmiş tondan fazla kargo taşımasının kilogram başına sadece 20 ila 50 dolarlık bir maliyetle yapılabileceğini tahmin ediyor. Her yıl yüz binlerce uzay turistini taşıyabilen daha da iddialı bir nesil-2 StarTram tasarımı, muhtemelen uzak bölgelerde bulunan (g-kuvvetlerini en aza indirmek için hızlanmaya daha fazla zaman vermek için) 620 ila 930 mil uzunluğunda bir tüp yolu içerecektir. Kanada veya Antarktika, gemiler tüpten çıktığında sürüklenmeyi önlemek için 70.000 fit yüksekliğe – çoğu yolcu uçağının seyir yüksekliğinin neredeyse iki katı yüksekliğe – ulaşıyor. Pistin son 150 km’si, güçlü süper iletken kablolar kullanılarak manyetik olarak kaldırılacak. Bu hayranlık uyandıran abartılı hareket, Muhtemelen Kanada veya Antarktika’nın uzak bölgelerinde bulunan, gemiler tüpten çıktığında sürüklenmeyi önlemek için 70.000 fit yüksekliğe ulaşıyor – çoğu yolcu uçağının seyir yüksekliğinin neredeyse iki katı -. Pistin son 150 km’si, güçlü süper iletken kablolar kullanılarak manyetik olarak kaldırılacak. Bu hayranlık uyandıran abartılı hareket, Muhtemelen Kanada veya Antarktika’nın uzak bölgelerinde bulunan, gemiler tüpten çıktığında sürüklenmeyi önlemek için 70.000 fit yüksekliğe ulaşıyor – çoğu yolcu uçağının seyir yüksekliğinin neredeyse iki katı -. Pistin son 150 km’si, güçlü süper iletken kablolar kullanılarak manyetik olarak kaldırılacak. Bu hayranlık uyandıran abartılı hareket, trenleri kaldırmak için kullanılan fiziksel ilkelerin aynısı .

StarTram’ın çalışması

StarTram’ın çalışması için aşılması gereken dört temel engel var. Öncelikle, uzay aracını gerekli hızlara itmek için, muazzam miktarda gücün yaklaşık otuz saniyede depolanması ve boşaltılması gerekecek, 50 ila 100 gigawatt arasında bir düşünün! Bu, yaklaşık 50.000 ticari rüzgar türbininin güç çıkışına eşdeğerdir.

İkincisi, 2. nesil StarTram’ı gerekli 14 mil yüksekliğe çıkarmak, şimdiye kadar denenen hiçbir şeye benzemeyen teknik bir başarı olacaktır. Powell, bunu başarmanın iki yolu olduğunu söylüyor. “Birincisi, süper iletken kabloları ve bağlama ipleriyle birlikte yüzeyde fırlatma borusunu inşa etmek ve ardından kabloya yavaşça enerji vererek birkaç gün boyunca havaya uçurmak. İkinci seçenek, kablo ve bağlama sistemini kurmak ve daha sonra ek kaldırma halatları kullanarak fırlatma tüpünü yerine kaldırmak. ” Ayrıca, “Gerçek numara fırlatma borusunu havaya uçurmak değil, süper iletken kabloların maliyetini kabul edilebilir bir düzeye indirmek.” Kablolara enerji vermek ayrıca önemli miktarda akım, yaklaşık 200 milyon amper gerektirecektir!
Üçüncüsü, uzay aracının yüksek hızlara ulaşması için gerekli olan açık tüpün içinde bir vakum sağlamak , çıkış noktasında havayı dışarıda tutmak için bir plazma pompası cihazı gerektirecektir . Benzer cihazlar mevcuttur, ancak bunlar asla böyle bir uygulama için inşa edilmemiştir.
Son engel, dünyayı değiştiren, fütürist projelerin savunucularının çok iyi bildiği bir sorun: maliyet. 1. nesil StarTram’ın 20 milyar dolara mal olacağı tahmin ediliyor. Nesil-2, 60 milyar dolara mal olabilir. Bu tahminler muhtemelen iyimser olduğundan, her birine muhtemelen en az 10 ila 30 milyar dolar ekleyebiliriz.
Ancak dezavantajlara rağmen, gerçekten işleyen bir StarTram inşa edebileceğimizi düşünmek için birçok neden var. Her şeyden önce, temel ilkelerin hiçbiri bilimkurgu değildir . StarTram için teknolojiler bugün mevcuttur ; sadece onları büyük ölçüde büyütmemiz gerekiyor. Üstelik maliyetler aşılmaz değildir. Gen-1 tasarımı için gereken 20-40 milyar dolar, 30 yıllık ömrü boyunca Uzay Mekiği programına harcanan 196 milyar dolardan çok daha az ve Amerika Birleşik Devletleri’nin yalnızca 2015 yılında savunmaya harcadığı 600 milyar dolara kıyasla çok düşük bir ücret.
NASA Uzay Teknolojisi eski Direktör Yardımcısı John Rather , 2010’da proje hakkında “StarTram yaklaşımının genel fizibilitesi ve maliyeti, Sandia Ulusal Laboratuvarı’nda yürütülen kapsamlı bir kurul çalışmasıyla 2005 yılında onaylandı,” dedi. , İtki ve Enerji Bilimleri Uluslararası Forumu, Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda düzenlendi.

Uzay Asansörü gibi gökyüzünde bir pie-in-the-sky fikri olarak elektromanyetik Uzay Treni fikrini artık göz ardı etmek kolaydır, ancak Startram tasarımcıları, fikirlerinin ticari olarak uygulanabilir olduğuna ve bugün mevcut olan teknolojiyi kullandığına inanıyorlar. Ayrıca maglev teknolojisine yabancı değiller. Süper iletken maglev trenlerini birlikte icat eden Dr. James Powell ve daha önce Brookhaven Ulusal Laboratuvarlarında çalışan bir havacılık mühendisi olan Dr. George Maise, ortak uzmanlıkları ile Startram’ın bilim kurgu değil, bilim olgusu haline gelebileceğine inanıyor.

Geleceğe bakıldığında, StarTram uzayda yepyeni bir olasılıklar dünyasının kapılarını açabilir. Düşük Dünya yörüngesine eski yöntemle yük taşıyan – roketlerle – halen arasındaki maliyet aralıkları kilogram başına 20.000 $ rağmen SpaceX 1.400 $ o hakkı elde edebileceğini düşünüyor . StarTram bunu sadece çift haneye indirebilir. Dahası, tek bir günde birden fazla lansman gerçekleştirebilir. Powell bunun uzay temelli güneş enerjisi ve uzay turizmi gibi gelişmekte olan endüstriler için ne anlama geleceği üzerine kafa yordu .

Yılda sadece 100 Uzay Güneş Enerjisi Uydusunun pound başına 20 dolarlık bir fırlatma maliyetiyle fırlatılması, StarTram tesisini birkaç yıl içinde ödeyecek kadar yılda 40 milyar dolarlık bir gelir sağlayacaktır. Yolcu başına 5.000 $ ‘dan yılda 1 milyon uzay turisti – Disneyland’e gelen ziyaretçilerin 1 / 30’u – yılda 5 milyar dolar kazandıracak. Diğer büyük pazarlarda mümkün görünüyor.
Dr. John Rather daha da ileri giderek StarTram’ın “iyonlaştırıcı radyasyona bağışık habitatlar için dünyaya yakın asteroitlerin kullanımına (Dünya’nın darbelerden korunmasıyla birlikte), güvenli uzay turizmine ve ay, Mars ve Dış güneş sistemi. Sinerjik olarak, Dünya üzerindeki kara ulaşımında devrim yaratarak enerji tüketiminde muazzam bir düşüşe ve milyonlarca iş yaratılmasına yol açabilir. ”
Roketler, Dünyalıları onlarca yıldır görev bilinciyle uzaya taşıdılar, ancak bunlar temelde sınırlandırıldılar . Kimyasal iticilerden çıkarabileceğimiz enerjinin sınırları vardır . Ve daha fazla taşıma kapasitesine sahip daha büyük bir roket inşa etmek istiyorsak, gittikçe daha fazla patlayıcı yakıtla çalışmalıyız.. StarTram, saf fizik lehine patlamaları, itici gazları ve kimyayı ortadan kaldıran bir oyun değiştiricidir. İnsanlığı yeni bir teknolojik çağa götürebilecek bir fikrin parlak bir örneği.