Orbitálny katapult

Cestovať do vesmíru je náročné. Dôvod je jednoduchý – na ceste chýbajú čerpacie stanice. Aby ste úspešne opustili gravitačné pole Zeme, alebo sa aspoň udržali na orbite, musíte dosiahnuť rýchlosť desaťtisícov kilometrov za hodinu.

Štart rakety, foto Pixabay

Takéto niečo by bolo náročné pre bežné dopravné prostriedky, keďže ich trápi odpor vzduchu, no rakety majú problém s odporom iba chvíľu. Pár desiatok kilometrov nad povrchom Zeme je takmer nulová atmosféra, takže sa môžu pohybovať bez otravného trenia. No na to, aby sa raketa poriadne rozbehla, potrebuje palivo. Rozbiehanie chvíľu trvá, preto musí v každom okamihu spaľovať palivo aj na to, aby rozbiehala palivo, ktoré bude potrebovať o chvíľu. Je to tyrania raketovej fyziky, väčšinu hmotnosti štartujúcej rakety tvorí palivo – náklad je iba čerešnička na vrchu.
Čo s tým? Jedným z nápadov je vybudovať vesmírny výťah, ktorý by náklad vytiahol na orbitu. Znie to pomerne reálne, no realizácia sa zatiaľ javí ako nemožná. Existuje však aj možnosť, ktorá znie na prvé počutie ako vtip, no je to celkom seriózny nápad – náklad na orbitu jednoducho katapultovať.
Cestovanie do vesmíru je v súčasnosti lacnejšie, než bolo kedykoľvek predtým, no naďalej ide o drahý špás. Spoločnosť SpinLaunch sa rozhodla otestovať spôsob, ktorý by mal okresať požiadavky na palivo a infraštruktúru asi na tretinu. Vo vákuovej komore sa roztočí rameno, ktoré drží náklad, vo vhodnom okamihu ho pustí a nechá letieť. Dizajnom to pripomína prak, pri ktorom sa kameň točil nad hlavou a potom pustil. Akurát s tým rozdielom, že kameň nevylietaval rýchlosťou viac ako 8 000 kilometrov za hodinu. Ani takáto rýchlosť by raketu či jej náklad neudržala na orbite, takže si musí nejaké palivo predsa len niesť so sebou – no sama začne zrýchľovať až bezpečne nad atmosférou a z oveľa vyššej počiatočnej rýchlosti. Technológia tak nenahradí raketový pohon, výrazne však uľahčí štart.
Znie to úžasne, má to však rôzne obmedzenia. Aktuálne je návrh zariadenia funkčný iba pre malé rakety, a teda aj náklady. Zároveň pri roztáčaní ramena dosahuje obrovské preťaženie, rádovo v tisícoch g, takže rozhodne nemôže byť reč o živej posádke (aspoň nie po štarte). Zmení to cesty do vesmíru? Ťažko povedať. Obmedzenia sú značné, no značné sú aj prísľuby. Keby sa technológia ešte zlepšila, mohla by zredukovať negatíva – napríklad čím dlhšie rameno, tým menšie preťaženie. Uvidíme, ako sa jej bude dariť v blížiacom sa testovaní, o ktoré prejavila záujem aj NASA.

Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 6/2022. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre