¿Qué es un muelle espacial?

El Space Pier es un novedoso concepto de lanzamiento espacial, concebido por el nanotecnólogo y científico informático Dr. Josh Hall. El Dr. Hall presenta el concepto de Space Pier ocasionalmente en conferencias, frecuentemente junto con la fabricación molecular, que probablemente sería necesario para hacer que el concepto sea rentable y realista de implementar.

Un Space Pier es una estructura de 100 km (62 millas) de alto y 300 km (186 millas) de largo. Una carga útil sube una de las torres de 100 km en un elevador, luego se lanza a lo largo de una pista horizontal durante 300 km utilizando un controlador de masa electromagnética. Con solo 10 Gs durante 80 segundos, que es un nivel tolerable para humanos con asientos acolchados, se puede expulsar un proyectil de la atmósfera. Tres kilómetros recorridos son suficientes para llevar un proyectil de cero a alrededor de 8,2 km / s (5,1 millas / s) utilizando la tecnología electromagnética contemporánea. Si la carga sensible no es una consideración, se pueden usar aceleraciones aún mayores, de magnitud requerida para alcanzar la velocidad de escape (11.2 km / so 7.0 millas / s).

El Space Pier es un compromiso que se ideó en un esfuerzo por sortear varios problemas de otras propuestas comunes de tecnología espacial posteriores al cohete: un elevador espacial / gancho celeste orbital y un controlador de masa basado en la tierra, también conocido como un acelerador electromagnético o riel pistola. Las otras dos propuestas reciben más atención y presión, pero un Space Pier sería menos costoso y más efectivo que ambos. En su página web que presenta la idea, el Dr. Hall observa que la densidad del aire a una altitud de 100 km es apenas la millonésima parte de la densidad al nivel del mar, lo que hace que sea mucho más fácil acelerar una carga útil a alta velocidad. Un ascensor espacial se interpondría en el camino de los satélites, que inevitablemente colisionarían con él a menos que tomaran una órbita geosíncrona. También necesitaría ser mucho más alto que 100 km, más del orden de 10,000 km o más.

Debido a que tiene 100 km de altura en lugar de 10,000 km, un Space Pier podría estar hecho de un material que en teoría puede ser producido en masa: el diamante. Esto contrasta con un elevador espacial, que debería construirse a partir de buckytubes atómicamente precisos, o nanotubos de carbono, para soportar su propio peso. Los diamantes ya se pueden sintetizar en cantidades relativamente grandes a un costo moderado, pero para crear las cantidades necesarias para construir una megaestructura de Space Pier, se requerirían procesos de fabricación completamente nuevos. Como era de esperar, el Dr. Hall propone la fabricación molecular. La altura de la estructura de 100 km también pondría al Space Pier fuera del alcance de la mayoría de la basura espacial, que rápidamente se arrastra a una caída libre a esa altitud.

Según los cálculos del Dr. Hall, levantar una carga útil de 10 toneladas en un elevador de 100 km y luego acelerarlo a 8.2 km / s solo consumiría aproximadamente 5,000 dólares estadounidenses (USD) en electricidad, lo que equivale a aproximadamente medio dólar por kilogramo . Esto es significativamente mejor que el costo de lanzamiento actual de 10,000 USD por kilogramo. El proyectil no tendría la velocidad suficiente para escapar de la Tierra a este nivel de aceleración, pero daría vueltas alrededor del planeta y se estabilizaría a una altitud de aproximadamente 340 km (211 m). La carga útil necesitaría realizar algunas pequeñas maniobras por sí sola para asegurarse de que su órbita se convierta en un círculo regular. Para escapar de la Tierra y alcanzar órbitas interplanetarias, los conductores masivos podrían colocarse en el espacio como puntos de referencia, o los cohetes convencionales podrían usarse para sacar la carga útil del pozo de gravedad de la Tierra.

Cien kilómetros suenan como una altura extremadamente alta para una serie de torres, pero tenga en cuenta que las torres que se acercan a un kilómetro (0,62 m) de altura ya están en construcción, y los materiales que utilizamos para los rascacielos son relativamente convencionales. El progreso en el siglo XXI nos permitirá fabricar a granel cosas que antes eran caras, incluido el diamante. El Space Pier es un ejemplo de una futura aplicación visionaria de esta tecnología.