这种自食火箭可以在太空垃圾问题开始之前就解决它

   日期:2024-09-28     来源:本站    作者:admin    浏览:106    

  

  

  目前,太空商业化正如火如荼地进行着,竞争性创新的步伐如此之快,以至于连美国宇航局(NASA)这样的机构都把自己的任务外包给了SpaceX这样的私人公司。然而,更多的太空探索存在一个根本问题,这个问题引发了一个巨大的废物管理难题,目前还没有具体的解决方案。

  现在,地球轨道上有数百万来自退役火箭、碰撞事件等的垃圾碎片。然而,它们带来的风险甚至更大:损坏卫星,引发碰撞事件,增加太空任务的复杂性(因此,成本),阻碍地球观测,当然,还有凯斯勒事件的可能性。当然,将这些垃圾拖走或带回地球并不便宜。

  在将补救任务送入太空之前,科学家们首先需要解决这些旅行的高成本问题。格拉斯哥大学的一个研究小组正在研究一个雄心勃勃的想法,它可以一次性解决这两个问题:自食或自消耗火箭。这个想法就像它的名字所暗示的那样——建造一艘吃掉自己身体作为燃料的火箭,并且在太空中几乎没有留下任何残余物。

  Self-eating Ouroboros-3 rocket concept

  格拉斯哥大学的研究小组声称已经“制造并发射了第一个不受支持的‘自噬’火箭发动机。”这款发动机被命名为“衔尾蛇3号”(Ouroboros 3)火箭发动机,这是一个古老的象征,蛇吃自己的尾巴,描绘了死亡和重生的永恒循环。据说,它能够在地球大气层之外执行任务。

  最新的火箭依靠液体推进剂的混合物,然后根据旅程中任何阶段所需的推力,以顺序的方式将塑料部件作为补充燃料。作为最新测试的一部分,该团队发射了“衔尾蛇3号”火箭,总推力达到了100牛顿——更重要的是,证明了它能够以稳定的速度进行可控燃烧。

  他们取得的另一个突破是燃料策略的转变。新闻稿指出:“可以使用更有能量的液体推进剂,并且塑料机身可以承受将其送入发动机所需的力而不会弯曲。”该团队称这些发展是朝着可行飞行概念发展的坚实一步。

  自消耗火箭的另一个关键优势是,燃烧燃料释放的所有重量都可以用于额外的有效载荷。研究小组指出,与同等质量的传统火箭相比,自噬火箭可以提供更大的有效载荷。不出所料,它被誉为将纳米卫星送入轨道的理想途径,但这项技术并不局限于热情的科学界。各国政府也在密切关注事态发展。

  Team behind self-eating rocket idea.

  自噬火箭背后的核心设计思想是,它采用一种推进剂棒,在外部容纳固体燃料,而火箭的主体是位于内部的氧化剂。当暴露在大约几千度的温度下时,燃料和氧化剂迅速燃烧并产生气体,从而推动车辆。

  至于节流,研究小组的目标是通过改变燃料棒进入氧化室的速度来控制。火箭将从底部消耗自己,最终到达顶部。在这种情况下,固体燃料是一种坚固的塑料基材料,如聚乙烯,然后将其推入热发动机,在那里氧化剂和燃料都有效地蒸发,产生的气体提供推力。

  2020年,在英国国防部的支持下运作的国防与安全加速器为格拉斯哥大学开发自食火箭概念的努力提供了财政支持,希望有一天它能降低向轨道注入小型有效载荷的成本。

  格拉斯哥大学高级教员帕特里克·哈克尼斯教授指出:“我们可以调整运载火箭的尺寸,以匹配我们的小型卫星,并提供更快速、更有针对性的太空访问。”下一步,该团队计划将重点放在扩大推力能力上,这样他们就可以开发出能够注入有效载荷的火箭。

  现在,“衔尾蛇-3”火箭背后的想法出于多种原因而引人注目,但扩大规模并制造一种能够将有效载荷送入轨道(以及更远的轨道)的实际运载火箭并不是一件容易的事。到目前为止,该团队只在受控的实验室条件下进行了测试发射。基于自噬技术的成熟火箭可能需要一段时间才能成型,进行试飞,通过验证测试,并获得商业发射认证。

  就连Ouroboros-3团队背后的团队也在为它设定小目标。哈克尼斯教授告诉Gizmodo网站说:“我们的目标是将规模扩大两个数量级,但不会进一步扩大,因为我们的利基市场是纳米发射器。”

  目前,“立方体卫星”(或立方体卫星)构成了此类卫星发射的主体。就注入而言,SpaceX仍然是领头羊;这不仅是因为它拥有成熟的技术堆栈和可靠的商业发射记录。

  SpaceX还降低了发射成本,特别是由于可重复使用火箭的概念,它可以以令人印象深刻的精度着陆。另一方面,火箭实验室倾向于用直升机捕捉火箭的想法。就太空垃圾问题而言,美国国家航空航天局正在考虑(并支持)多个解决方案,而科学应用国际公司(SAIC)等公司则在密切关注所有漂浮在我们星球附近的垃圾。

 
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