Slingatron para lanzar cargas útiles en órbita

Por David Szondy

La gente ha estado disparando las cosas en el espacio desde la década de 1940, pero en todos los casos, esto ha implicado el uso de cohetes. Esto funciona, pero es muy caro, con los costes de lanzamiento más baratos rondan los 2.000 dólares EE.UU. por libra. Esto es en parte debido a que casi todos los bits del cohete es destruido o inutilizado una vez que se ha puesto la carga útil en órbita. Vehículos de lanzamiento reutilizables como el SpaceX Saltamontes ofrecen una manera de reducir los costos, pero otro enfoque consiste en volcar los cohetes en conjunto y lanzar cargas útiles en órbita. Eso es lo que HyperV Technologies Corp. de Chantilly, Virginia es la esperanza de lograr un "acelerador de masa hipervelocidad mecánica" llamado slingatron.

Inventado por Derek Tidman en la década de 1990, el slingatron reemplaza cohetes con una versión más sofisticada de la honda inmortalizado en la historia de David y Goliat, y todavía se utiliza hoy en día por los aficionados a lanzar calabazas a través de campos.

Un cabestrillo funciona haciendo girar en un círculo sobre la cabeza del usuario. La correa de la honda mantiene la piedra en su lugar y el hondero hace girar más y más rápido antes de soltarlo. Los factores limitantes son la velocidad del brazo del deflector y la fuerza de la correa. El slingatron utiliza un principio ligeramente diferente. Si se trató de hacer girar toda la máquina lo suficientemente rápido para lanzar un proyectil en órbita, las fuerzas generadas podrían desgarrar el slingatron en pedazos. En su lugar, como su nombre implica, que actúa más como un ciclotrón, que es un acelerador de partículas muy simple.

Un ciclotrón es un plano, de metal hueco del cilindro en el interior de los cuales es un vacío. También hay un par de placas magnéticas o electrostáticas de cargas opuestas. Una partícula atómica, tal como un protón, se introduce en el centro del ciclotrón y se atrae a la placa negativa.La polaridad de las placas voltea y el protón se precipita hacia la otra placa.A medida que aumenta la frecuencia de la mover de un tirón, el protón se movía más rápido y más rápido en una serie de espirales cada vez más amplios hasta que alcanza el borde del ciclotrón y dispara por una ventana a muy alta velocidad, aunque la propia máquina no se mueve

.El slingatron logra el mismo resultado mecánicamente. En lugar de utilizar placas cargadas o girar alrededor de, un tubo espiral gyrates en círculos alrededor de su eje. Es similar a la forma en que alguien remolinos vino en un vaso, para que el vino hace girar alrededor de la copa, aunque el propio vidrio no gira en absoluto. Si el cristal se arremolinaba a una frecuencia baja, el vino se arremolina en forma pausada, pero al aumentar la frecuencia ligeramente, el vino es poco desplazando a los lados del cristal y derramando sobre el borde.

Dentro de la slingatron es un tubo en espiral, o una serie de tubos en espiral conectados, dependiendo del diseño, que gyrates en una serie de volantes repartidas a lo largo de su longitud. A medida que el slingatron gyrates, un proyectil se introduce en el tubo y la fuerza centrípeta tira del proyectil hacia abajo. A medida que el proyectil se desliza a través de vueltas más y más grandes de la espiral, las fuerzas centrípetas aumentan a medida que el la frecuencia de giros aumenta a un máximo de 60 ciclos por segundo. En el momento en que el proyectil sale disparado la boca del cañón en el borde de la slingatron, que está viajando en kilómetros por segundo.

La fricción es un problema obvio con una configuración tal, pero esto se reduce en un primer momento por una piel de teflón, que se desgasta rápidamente de distancia, y luego por medio de una sustancia, tal como un policarbonato, con una temperatura de ebullición baja, envuelta alrededor del proyectil. A medida que el proyectil gira alrededor en el interior del tubo, la sustancia se vaporiza y forma una capa de fricción de gas. Además, a diferencia de cargas útiles convencionales, el proyectil necesita un protector de calor para salir de la atmósfera.

El objetivo es construir una slingatron suficientemente grande como para disparar un proyectil a 7 km / s (15,600 mph, 25.000 km / h), lo cual es suficiente para ponerlo en órbita. En realidad, tendrá que estar viajando más rápido que cuando sale de la boca del cañón, ya que tiene que viajar a través de la atmósfera, donde se va a perder una cierta velocidad. También hay una necesidad de un pequeño cohete a bordo para la inserción en órbita definitiva y correcciones de rumbo, lo que pone de manifiesto las fortalezas y debilidades de la idea.

Con plazos de entrega rápidos y miles de lanzamientos por año, mientras que la totalidad del sistema de lanzamiento de restos en la Tierra, los desarrolladores dicen que el slingatron promete reducir los costos para obtener cargas útiles en órbita. Por desgracia, el G-fuerzas involucradas son enormes con el proyectil sometido a un máximo de 60.000 veces la fuerza de gravedad.

Es dudoso que cualquier sistema de cohetes podría sobrevivir a tales tensiones y ciertamente no hay posibilidad de un slingatron que se utiliza en una misión tripulada, ya que sería a su vez un astronauta al pudding astronauta. Sólo el estado más sólido y duro de los satélites construidos a lo largo de las líneas de un fusible electrónico proyectil de artillería tendrían una oportunidad de sobrevivir. Los desarrolladores dicen que una mayor slingatron reduciría las fuerzas, pero incluso con una reducción en un factor de 10.000, todavía se limitan a cargas muy fuertes. Esto hace que sea principalmente atractivo para las materias primas, tales como blindaje contra la radiación, combustible, agua, y otras materias primas.

Actualmente, se han realizado tres prototipos de un metro (3,2 pies) construidas que van desde un demostrador tablero de la mesa a un diseño semi-modular capaz de disparar un 0,5 libra (226 g) proyectil a 100 m / seg (328 pies / seg). HyperV Technologies Corp. ha lanzado una campaña de Kickstarter que tiene como objetivo recaudar 250.000 dólares para construir el modular Slingatron 5, que será de 5 m (16,4 pies) de diámetro.Está diseñado para lanzar un 0,25 libras (113 g) de proyectil a 1 km / s (0.62 mi / seg) y luego ser capaces de lanzar una sola libra (453 g) de carga útil a 2 km / s (1.24 mi / s) . Finalmente, el equipo espera que esto conduzca a una versión a gran escala capaz de lanzar una carga útil en órbita.

Además de la Slingatron 5 manifestante, los desarrolladores también esperan acoger las solicitudes Slingatron taller para discutir otras aplicaciones de la tecnología y otros temas relacionados.Fuente: Kickstarter