스핀런치 프로젝트. 원심력으로 우주로
숙련된 발사기 Suborbital Accelerator
미국의 소규모 민간 기업은 현재 화물을 궤도로 운송하기 위한 다양한 옵션을 개발하고 있습니다. 비정상적인 작업 원칙으로. 예를 들어, 캘리포니아에 기반을 둔 스타트업 SpinLaunch는 부하를 발사하는 원심 원리를 사용하여 "하위 궤도 가속기"를 개발하고 테스트했습니다. 파일럿 플랜트는 몇 주 전에 첫 번째 발사를 성공적으로 완료했습니다.
대안을 찾고 있다
SpinLaunch(문자 그대로 "스핀 런치")는 2014년 캘리포니아 서니베일에서 설립되었습니다. 처음부터 회사의 유일한 임무는 기존 로켓 및 우주 기술보다 장점이 있는 근본적으로 새로운 우주 발사 시스템을 개발하는 것이었습니다. 화학 연료 로켓과 엔진 대신 SpinLaunch 시스템은 원심력을 사용해야 합니다.
다음 몇 년 동안 회사는 필요한 연구 및 개발 작업을 수행했습니다. 파일럿 및 전체 크기 SpinLaunch 설치를 위해 프로젝트가 생성되었습니다. 제한된 기능을 가진 기술 시연자는 자체 이름을 Suborbital Accelerator("suborbital 가속기")로 받았습니다. 따라서 전체 크기 시스템을 궤도 가속기라고 합니다.
공사중 : 진공챔버 설치
다른 우주 스타트업과 달리 SpinLaunch는 광고에 많은 관심을 기울이지 않았습니다. 대부분의 작업은 큰 소음 없이 규칙적으로 시끄럽게 진행되었습니다. 뉴스... 그러나 2020년 초까지 그녀는 여러 투자자로부터 재정적 지원을 받았고 펜타곤에 관심을 갖기까지 했습니다.
2019-20 SpinLaunch는 향후 테스트를 위한 준비를 시작했습니다. 특히 스타트업의 본사는 롱비치로 이전했고, 실질적인 행사를 위해 미국 스페이스포트 아메리카 코스모드롬 공간을 임대했다. 뉴 멕시코. 현재까지 실험적인 런처가 그곳에 구축되었습니다. 22월 XNUMX일 로켓 시뮬레이터의 성공적인 출시와 함께 첫 번째 테스트가 진행되었습니다.
원심 원리
SpinLaunch 설치의 작동 원리는 매우 간단하지만 구현은 기술적인 측면에서 상당히 복잡합니다. 동시에 설계 문제의 성공적인 솔루션을 통해 기술적, 에너지 및 환경적 특성의 특정 이점을 얻을 수 있습니다.
원심분리기 드라이브 설계
SpinLaunch 설치의 주요 및 가장 큰 요소는 원통형 진공 챔버입니다. 내부에는 탑재하중을 가속하기 위한 원심분리기가 있고 외부에는 접선을 따라 움직이는 가이드 튜브가 있으며 상단은 멤브레인으로 밀봉되어 있습니다. 이 복합 단지에는 지원 장치, 원심 분리기의 전기 드라이브, 펌핑 장치 등이 포함됩니다. 필요한 궤도에 따라 튜브 챔버를 수직으로 설치하거나 기울어지게 설치할 수 있습니다.
챔버 내부에는 탑재체 로켓 고정 장치가 있는 원심분리기가 있습니다. 발사하는 동안 로켓에 필요한 운동 에너지를 전달하여 설계 속도를 높여야 합니다. 그런 다음 주어진 순간에 로켓이 방출되고 가이드 튜브에 들어가 설치를 통해 멤브레인을 뚫고 나옵니다.
작동 중 원심 분리기
SpinLaunch에는 특별 발사 차량이 제공됩니다. 페이로드 컴파트먼트와 자체 제한 동력 추진 시스템을 갖춘 재사용 가능한 400단 소형 제품입니다. 그러한 로켓의 탑재량은 지구 저궤도에서 181파운드(XNUMXkg)에 달할 것입니다.
개발자가 생각한대로 풀 사이즈 발사기는 2200m / s 이상의 속도로 로켓을 "회전"하고 방출해야합니다. 축적된 에너지로 인해 60분에 XNUMXkm 이상의 고도까지 상승할 수 있으며, 추가 궤도 비행을 위해 자체 엔진이 발사됩니다. 탑재체 발사 후 로켓은 다음 발사를 준비하기 위해 지구로 돌아와야 합니다.
다른 규모에서
현재까지 SpinLaunch는 Suborbital Accelerator 파일럿 플랜트를 구축하고 테스트를 시작했습니다. 이 복합 단지의 총 높이는 약 50m에서 수직으로 로켓이 발사되도록 합니다. 길이가 약. 3m 엔진이 없고 탑재하중은 제어장비 형태로 이루어진다.
조타
파일럿 공장에서 첫 발사는 22월 20일에 이루어졌다. 설계 전력의 XNUMX%를 사용하여 설치는 로켓을 "시속 수천 마일"의 속도로 가속하여 "수만 피트"의 고도까지 끌어 올렸습니다. 동시에 발사 및 비행의 정확한 특성은 명명되지 않았습니다.
앞으로 몇 달 동안 개발자는 "하위 궤도 가속기"를 계속 테스트할 계획입니다. 모든 시스템을 테스트하기 위해 최대 30번의 준궤도 발사를 수행할 계획입니다. 그런 다음 시스템의 실제 특성이 허용하는 경우 궤도 발사로의 전환이 가능합니다.
앞으로 회사는 본격적인 "가속기"의 개발을 완료하고 건설에 착수할 예정이다. 프로토타입의 약 XNUMX배 크기이며 해당하는 성능 특성을 보여줍니다. SpinLaunch의 이 변종은 실제 부하를 궤도로 발사할 수 있고 발사 서비스 시장에 진입할 수 있을 것으로 예상됩니다.
SpinLaunch의 미래 발사체
장점과 단점
테스트에 의해 이미 부분적으로 확인된 계산에 따르면 원심 발사 시스템은 기존 로켓 및 우주 단지에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 그러나 특징적인 단점도 있으며 이를 극복하는 것은 매우 어려운 작업으로 판명됩니다.
우선 SpinLaunch의 계산된 이점은 경제성과 에너지 효율성입니다. 원심분리기는 발사체와 달리 경제적인 전동기를 사용하여 탑재하중을 부드럽게 가속합니다. 따라서 가속 및 이륙에는 더 적은 에너지가 필요합니다. 계산에 따르면, 그러한 발사는 궤도에 추가로 상승하는 데 필요한 연료의 양을 XNUMX분의 XNUMX로 줄일 것입니다.
SpinLaunch의 중요한 장점은 출시 준비가 상대적으로 쉽다는 것입니다. 이러한 시스템은 최소 간격으로 하루에 여러 번 발사할 수 있을 것으로 예상됩니다. 높은 생산성은 경제적 성과에 눈에 띄는 영향을 미칩니다.
이 프로젝트의 생태학적 특징도 주목됩니다. 따라서 시스템의 주요 작업은 "순수한"기원을 가질 수 있는 전기의 도움으로 수행됩니다. 엔진이 장착된 로켓이 있는 경우 연소 생성물은 필요한 최소량으로 생성되며 환경에 대한 위협이 최소화되는 상층 대기에서만 방출됩니다.
개발 회사는 새로운 기술 솔루션이 기존 발사체에 비해 발사 비용을 크게 줄일 수 있다고 주장합니다. 계산에 따르면이 매개 변수는 발사 당 500 달러로 증가 할 수 있습니다. 3kg의 하중 당 1 달러 미만입니다. 이러한 저렴한 비용은 확실히 고객의 관심을 끌고 시작 횟수를 늘리는 데 기여하여 가격을 낮추는 데 도움이 됩니다.
그러나 이러한 목표를 달성하려면 몇 가지 주요 과제를 해결해야 합니다. 우선, 이것은 디자인의 전반적인 복잡성입니다. 직경 수십 미터의 진공 챔버를 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 동시에 이러한 장치의 작동 가능성과 신뢰성은 전체 시동 시스템에 중요합니다. 진공 상태의 균열 및 파손은 가장 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
시스템 및 개념 전체의 두 번째 단점은 제한된 에너지 용량입니다. 전체 크기의 SpinLaunch 시스템도 200kg 미만을 저궤도로 보낼 수 있으므로 잠재적인 부하와 고객의 범위가 심각하게 제한됩니다. 또한 확장의 여지가 거의 없습니다. 출력 부하의 증가는 이미 과도하게 크고 복잡한 런처 크기의 증가와 관련이 있습니다.
테스트 단계에서
분명히 SpinLaunch 시스템의 개발자는 프로젝트의 모든 강점과 약점을 잘 알고 있습니다. 그것에 대해 이야기하면서 그들은 "닫힌 문 뒤에"단점을 파악하려고 노력하면서 장점에 중점을 둡니다. 이 작업이 얼마나 성공적이며 모든 특성의 최적 비율을 얻을 수 있는지 여부 - 테스트가 표시됩니다.
테스트 장비를 갖춘 단순화된 "로켓"의 첫 번째 발사는 몇 주 전에 이루어졌으며 테스트는 여기서 멈추지 않을 것입니다. 앞으로 몇 달 동안만 약. 30은 특정 작업과 함께 시작됩니다. 그리고 이러한 활동의 결과에 따라 프로젝트의 추가 개발 방법이 결정됩니다. 물론 파일럿 플랜트에서 계산된 특성을 확인하고 프로젝트의 일반적인 타당성을 보여주는 경우.
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