Sessiz Devrim: Neden Elektrikli Taht Maddeleri Suborbital Uçuş

Uzay turizmi artık uzak bir fantezi değildir.Dördüşük araçlar gibi şirketler:0)Mavi Origin[DÜT:1) ve [[Dönetici:2)Virgin Galaktik[DÜye Olmayanlar[Döneticileri) olarak, uzayın alt veyabitki araçlarına zaten akantılı yüklere güvenirler. Ancak bu erken yolculuklar, elektriksel yüklere ve çevresel bir yük devretmeler, daha esnek bir şekilde uçuşa yol açar.

Elektrik Propulsion'i Anlamak: Ion Thrusters to Hall-Effect Engines

Elektrikli tahrik tek bir teknoloji değil, elektrik veya jenon veya krypton kullanan bir sistemdir.Bu nedenle yakıt yakma ve yanma odasında oksitleyicinin aksine, elektrikli iterler bir gaz (tipik olarak xenon veya krypton) ile itir.

  • [FONT:0)Ion iterleri:[Döneticiler yüksek gerilimli elektrik alanı kullanarak bir dizi ağ üzerinden hızlanıyorlar. son derece yüksek Isp ( 10.000 saniyeye kadar) düşük itmeler ama çok yakıt verimli.
  • [FONT:0)Hall- effect pushers:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir manyetik alan tuzağı, sonra nötr gazları azaltın. iyonlar elektrik alanı ile hızlanır.
  • [FONT:0)Pulsed plazma iterleri (PPTs): [Dönder: 1) Katı bir pervanant (örneğin, File gibi) kullanın ve bir puld elektrik deşarjı tarafından hızlandırılır. Basit ve kompakt ama düşük verimlilik.
  • [FONT:0)Electrospray iterleri: Uygulama, mikro-güvenlik uygulamaları için potansiyel olan teknoloji ile sayısal sıvıları kullanın.

Altorbital araçlar için, [[0)Hall- effect pushers[[Dönetici:2) ve [[Döneticileri [Döneticileri [Döneticileri: 3 ) şu anda verimlilik, olgunluk ve ölçeklenebilirlik dengesi nedeniyle en umut verici adaylardır.

Suborbital Turizm için Elektrikli Yük Neden? Key Avantajları

Radikal Verimlilik Kazanıyor

En zorlayıcı avantaj, spesifik dürtü . Tipik bir kimyasal roket motoru yaklaşık 300-450 saniyeye kadar bir Isp'i elde edebilir. Elektrikli itkiler, 1.500 ila 15 saniyeye kadar, yani daha az pervanant kullanarak aynı toplam dürtüyü üretebilirler.For suborbital turizm, bu, genel araç ağırlığını önemli ölçüde azaltır ve maliyetleri azaltır.

Çevre Faydaları: Temiz Uçuşlar

Kimyasal roketler, karbondioksiti salıveren yakıtlar, soot ve diğer kirleticileri üst atmosfere dönüştürmüşlerdir. Altorbit uçuşlardan elde edilen toplam emisyonlar hala havadan daha küçükken, endüstri ölçeklendirilmiş durumda. Elektrikli tahrik, xenon gibi dış gazları kullanır, ki bu da yan yana yanmaz.

Daha Düşük İşletim Maliyetleri Yeniden İrde edilebilirlik ve Azaltılmalı Refurbishment

Kimyasal roketler aşırı ısı, baskı ve yanma sırasında titreşim yaşarlar, bu da önemli aşınmaya ve motor bileşenlerine göz atarak çalışır. Elektrikli iterler yüksek basınçlı yanma olmadan, termal ve mekanik stresleri büyük ölçüde azaltır.Bu, tahrik sistemi büyük rebishment ihtiyaç duymadan birçok uçuş için son verebilir - uzay turizminin maliyetine karşı kritik bir şekilde çalışır.

Genişletilmiş ve Özel Uçuş Profilleri

Suborbital uçuşlar genellikle balistik bir yörünge takip eder: güçlü bir artış, birkaç dakika kilosizliği, sonra tekrarlayıcı deneyler, kimyasal roketler ile, itika süresi kısadır ve yörünge büyük ölçüde yanlı manevralar tarafından sabitlenebilir.Sualtı propulsion, düşük güven süresine rağmen (saatlere kadar) daha uzun süreler için pompalayabilir.Bu, devam eden mikrogravity deneyleri gibi yeni misyon profillerini mümkün olabilir, yolcuları azaltır veya kontrollü iniş manevraları kontrol edebilir.

Güvenlik veamp; Reddans

Elektrikli tahrik sistemleri kimyasallardan daha az patlayıcıdır. Yüksek basınçlı yanma odası yoktur, uçucu o oksiter. Xenon inert ve non-flammable, riskin zeminde ve uçuşta azaltılması. Birden küçük iterler felaket başarısızlığı yerine propulsion yeteneğin lütuf verici bozulmasına izin verebilir.

Büyük Meydan Meydan: Low Thrust ve Power Problem

Bu avantajların aksine, elektrikli tahrik temel bir sınırlamaya sahiptir: 03. Dünya'nın yerçekimine ve altorbital yüksekliklere ulaşmak için (tipik olarak 80-120 km), bir araç hızla hızlanır. Düşük itme ile, hız çok yavaşlanır, zeminden doğrudan asansör yapmak, bu yüzden elektrik tahrikleri şu anda uzayın başında kullanılan yük manevraları için kullanılan elektrik tahrikleri için kullanılan bir araç hızla hızlanır.

Güç Kaynağı Kıtlamaları

Elektrikli iterler büyük miktarda elektrik gücü gerektirir - genellikle on ila yüzlerce kilovat düşük atmosferde daha az etkilidir ve sürüklenir.Bir uzay turizm aracı için, bu güç, yüksek enerjili pillerden veya güneş panellerinden gelmelidir.

Hızlanma Zamanı ve G-Forces

Güç sorunu çözülürse bile, düşük itki uzun hız zamanları anlamına gelir - bazı yörüngelere ulaşmak için on dakika daha rahat olabilir (altınlar daha yoğun atmosferdeki yoğun kesimlerde daha uzun süre boyunca ihtiyaç duyarsa da, yolcuların düşük maliyetli bir hıza sahip olmasını sağlar). Trajektör optimizasyonu (belki de 0.1-0.5 g)

Propellant Management

Xenon pahalı (yaklaşık 2.000 $ / kg) ve nispeten az. Ticari turizm için, krypton veya hatta iodine gibi daha ucuz alternatifler incelenebilir. Iodine sağlam ve alt maliyet sunan, daha yüksek yoğunluk ve daha düşük maliyet sunar.

Hybrid Solutions: Her iki Dünyanın En İyileri

Düşük güven sınırlaması göz önüne alındığında, birçok uzman en uygun yol bir şekilde alginçdir:0)hybrid propulsion sistemi). Küçük bir kimyasal roket (solid veya sıvı), yüksek itme manevraları için gerekli olan yüksek itme ve daha düşük atmosfere ulaşırken, araç en yüksek basınç gücünde (yaklaşık 30-50 km yüksek çözünürlükte) elektrik şarj sistemi kapana kısıklığı azaltılır ve geri kalan bir elektrik tahrik sistemi için en iyi şekilde azaltılabilir.

Mevcut Araştırma ve Geliştirme Efforts

Birkaç kuruluş, altorbital ve küçük fırlatma araçları için elektrik tahrik sınırlarını zorluyor:

  • [FONTA Glenn Research Center[[Dönetici:0] [Dönetici:0]NASA Glenn Research Center[Dönetici:0)[Dönetici: 9 kW'a kadar) test edilmiş bir programdır. (Kaynak: [[Dönetici: 5)
  • [FONT:0] Avrupa Uzay Ajansı (ESA)), çok düşük yörüngeli uçuş için atmosferli bir gaz speratif olarak uygulanabilir olan "hava-breathing" elektrik tahriki üzerinde çalışmalar yapılır.
  • [FONT:0) Faz Four[DÜT:1) gibi özel şirketler gelişmiştir:2.RF (radio-frezeler) itkirler[Döneticiler) daha kompakt ve eroding elektrotları olmayanlar, yaşam boyu iyileştirmeler için düşünülmüşlerdir.
  • [Üye Tarihi: 0] Tokyo Üniversitesi [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜSÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜye Değeri: 2][DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız; ancak altorbit kullanım için ölçeklendirmek erken aşamadır.
  • [FONT:0) Exotrail [DÜDÜT:1) ve [[Dönetici:2) gibi startlar, ancak aynı zamanda altorbit turizm altyapısına destek olabilecek yüksek güç çeşitlerini araştırıyor.

Önemli bir proje, küçük bir fırlatma aracı için önerilen hibrit kimyasal / elektrik tahrik mimarisini kullanarak, konsept mühendislik çevrelerinde aktif kalır.

Battery Teknolojisi Kısıtılır

Elektrikli tahrikin başarısı 10 dakikalık bir süredir, batarya kütlesi sadece 40.000 kg – yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Başka bir yaklaşım ise, elektrik kaynağı taşımanıza izin verir, ancak bu, NASA ve diğerlerinden yüksek çözünürlükte olan UAV'lar tarafından araştırılır ve alt turizm turizm için uyarlanabilir.

Ekonomik Viability: Elektrikli Propulsion Lower Ticket Fiyatları?

Mevcut altorbit uçuşları, koltuk başına 250.000 $ 500,000 $ 'a mal oldu. Elektrikli tahrik savunucularının hedefi, her uçuştan sonra 50.000 $ 'a kadar, potansiyel olarak piyasayı ultra-wealthy bireylerden daha geniş bir demografike kadar genişletiyor. Kimyasal roketler için maliyet sürücüleri yüksek yakıttır (expensive yakıt), kısa motor ömrü (her uçuştan sonra yeniden inşa etmeye ihtiyaç duyuyor) ve karmaşık zemin operasyonları.

  • Uçuş başına maliyet% 80 veya daha fazla düşebilir.
  • Motor hayatı saniyeler yerine binlerce saat içinde ölçülebilir.
  • Basit motorlar bakım ve denetim süresini azaltır.

Ancak, yüksek güç elektrik tahrik sistemlerinin önyükleme maliyeti önemli. Ve büyük batarya paketleri veya gelişmiş güneş serisi için ihtiyaç ilk masrafı da beraberinde getiriyor.Sücretsiz maliyetle, toplam sistem maliyetinin 2035 $ 'a kadar düşeceğini tahmin ediyor.

Düzenleme ve Güvenlik

Federal Havacılık Yönetimi (FAA) Ticari Uzay Ulaştırma Ofisi, uzayın vakumlanmasında elektrik tahrik sistemleri için özel standartlar yoktur.Inert pervanant patlama riski ancak yüksek basınçlı gaz depolama ve potansiyel sızıntılar gibi diğer tehlikeler geliştirmesi gerekir.

Future Outlook: Roadmap to Electric Suborbital Turizm

Tam bir elektrikli altorbital aracın önümüzdeki on yıl içinde yolcuları taşıyacak olması olası değildir. Doğrudan asansör için gerekli olan güç yoğunluğu henüz orada değil. Ama aİLFLT:0)hybrid elektrikli suborbital araç) 2030 yılına kadar uçuş test uçuşları gerçekleştirebilir.

  1. [FONT=0)Phase 1 (2025-2028): Elektrik tahriki, kimyasal fırlatmadan sonra yolcu kapsülünün manevrası için kullanılır. Daha uzun mikrogravity ve esnek trajektörlere izin verir.
  2. [FONT:0)Phase 2 (2028-2032): [Dönetici:0) Geliştirilmiş bataryalar, yakıt tüketiminin azaltılması sırasında kimyasal itmenin kısmen değiştirilmesini sağlar.
  3. [FONT:0)Phase 3 (2032-2035): Yüksek güç elektrik iterleri gelişmiş güç kaynakları ile neredeyse tüm elektrikli ascent, sadece başlangıç vuruşu için küçük bir kimyasal yükseltici ile izin verir.
  4. [FONT=0)Phase 4 (2035+): Tamamen elektrikli altorbital araçlar sadece elektrik itmelerini kullanarak, enerji depolama ve iter ölçeklendirmede atılımlar kullanarak dikey olarak yüklenebilir.

Bu zaman çizelgesi agresif ama batarya R&D hızlanıyor ve ticari uzay turizmi büyümeye devam ediyor.Ücretsiz Şirketler [Dönetici:0)Lilium[Dönetici:0)Lilium [Dönetici: 1) ve 370FLT:2)Archer Havacılık[DÜyetim)[DÜyetim)[DÜyetimli hava hareketliliği ile geçiş yapabilecek yüksek güç batarya sistemleri geliştiriyorlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Elektrikli tahrik, altorbital uzay turizmi için uzun vadeli bir stratejik değişim temsil ediyor. Yakıt verimliliğini büyük ölçüde artırma yeteneği, çevresel etkileri azaltmak, daha düşük işletme maliyetlerini azaltır ve yeni uçuş profillerini araştırmacılar ve girişimciler için geri yüklemeye devam edebilir. ana engeller -düşük itme ve ağır güç kaynakları - batarya teknolojisi ve yüksek güçlenme süresine doğru hızla ele alınacaktır.