China plant den Bau einer gigantischen Railgun für den Start von Hyperschallflugzeugen ins All
Die Railgun wurde erfunden, um Projektile mit der Kraft eines Ampere zu beschleunigen. Dies wird gewöhnlich als Waffe der Zukunft verstanden, aber diese Technologie kann nicht nur zum Schießen verwendet werden. Chinesische Wissenschaftler und Ingenieure wollen die Errungenschaften der letzten Jahre auf dem Gebiet der elektromagnetischen Beschleunigung und des Hyperschallflugs kombinieren, um schwere Flugzeuge in den Weltraum zu bringen. Sie werden auf Mach 1,6 beschleunigen und eine Höhe von 100 km oder mehr erreichen können.
Im Jahr 2016 begann China mit der Arbeit am Tengyun-Projekt, einem wiederverwendbaren Raumfahrzeug, das aus zwei Flugzeugen besteht, von denen das größere als Träger dient. Ein Fahrzeug, das mehr als 50 Tonnen wiegt und über 30 Meter lang ist, würde zu viel Treibstoff benötigen, um aus eigener Kraft abzuheben. Und um die Sicherheit beim Langsamstart zu gewährleisten, müssten Kompromisse eingegangen werden, die die Flugeffizienz bei hohen Geschwindigkeiten verringern würden, schreibt SCMP.
Die Fortschritte in der elektromagnetischen Massenbeschleunigertechnologie haben es möglich gemacht, diese Schwierigkeiten zu überwinden, und Experten der China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC) dazu veranlasst, eine kühne Idee zu testen: den Bau einer riesigen Railgun zum Start von Raumfahrzeugen.
Zu diesem Zweck wurde eine Hochgeschwindigkeitsstrecke für Muggelzüge im Kreis Datong in der Provinz Shanxi genutzt. Dieser 2 km lange Tunnel kann schwere Gegenstände auf bis zu 1000 km/h beschleunigen. In den kommenden Jahren soll die Strecke ausgebaut werden, um Geschwindigkeiten von bis zu 5.000 km/h zu ermöglichen. Hier wollen die Ingenieure Tests durchführen und Daten sammeln, die sowohl für Vakuumzüge als auch für Schienenfahrwerke nützlich sind.
Berechnungen haben gezeigt, dass die Luftströmungen zwischen dem Flugzeug, dem elektromagnetischen Schlitten, auf dem es sich befindet, und der Bahn während der Geschwindigkeitszunahme äußerst komplex und intensiv werden. Eine der ersten Aufgaben der Forscher war es, die sichere Trennung des Fahrzeugs vom Schlitten zu gewährleisten. Windkanaltests und Computersimulationen haben gezeigt, dass beim Durchbrechen der Schallmauer zahlreiche Schockwellen erzeugt werden.
Wenn der Schlitten auf seine Höchstgeschwindigkeit beschleunigt und abrupt stoppt, um ein Projektil abzufeuern, schiebt die chaotische Luftströmung das Fahrzeug zunächst vorwärts, verursacht dann aber innerhalb von 4 Sekunden einen Rückwärtsschub. Wenn sich Passagiere darin befänden, würden sie eine kurzzeitige Schwerelosigkeit spüren. Wenn Sie sich jedoch von der Strecke entfernen, nimmt die Intensität der Luftverwirbelungen ab, und das Fahrzeug kann in die Phase des schnellen Steigens übergehen.
Es wurde auch klar, dass einige Teile der Maschine verstärkt werden mussten, um Stoßwellen zu widerstehen. Und es sind weitere Tests erforderlich. Aber im Allgemeinen ist die Technologie sicher und zuverlässig, so die Autoren eines Artikels, der in der Fachzeitschrift Acta Aeronautica veröffentlicht wurde.
Der Zeitplan für die Umsetzung dieser Idee in die Praxis ist unklar. Es ist klar, dass dies 10 bis 20 Jahre dauern wird, denn neben der erforderlichen Geschwindigkeit müssen die Entwickler noch viele andere Probleme lösen, wie z. B. die Festigkeit der Raumfahrzeugstruktur, der Instrumente und der Triebwerke für den Betrieb im Weltraum.
Die Ingenieure des kalifornischen Start-up-Unternehmens SpinLaunch halten Raketentreibstoff für ein Relikt der Vergangenheit und wollen eine neue Methode einführen, um Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen: eine riesige Zentrifuge, die eine Rakete auf bis zu 8.000 km/h beschleunigen und sie dann wie einen Stein aus einer Schleuder in den Himmel schießen kann. Airbus und Alphabet haben bereits an diese Idee geglaubt, und nun hat die NASA eine Vereinbarung zur Erprobung dieser Technologie unterzeichnet.
