Wie funktioniert es?
Betriebszyklus
Wie StarRoad von der Startvorbereitung über Orbitaloperationen bis zu Landung und Wartung gelangt.
VorbereitungStartkammerVorbereitung des Shuttles, des Beschleunigers, der Schleuse und des Magnetschwebesystems.Phase öffnen
Der geladene Shuttle wird in der Startkammer in der Nähe von Batanga platziert. Die Shuttle s an Bord Systeme werden getestet, gefolgt von den Beschleunigungssystemen. Ein Vor-Start-Test des gasdynamischen Gateways wird dann durchgeführt. Die an Bord Superleitungen werden energetisiert, die magnetische Levitation aktiviert und geprüft, und der Tunnel ist unter Vakuum. Auf Befehl wird pulsierte Kraft an den ersten Beschleunigersegmenten geliefert.
BeschleunigungVakuum-Maglev-TunnelBeschleunigung auf ~11 km/s mit Übergang von 4g zum antriebslosen Trägheitsflug.Phase öffnen
- 0–330 km. Anfängliche Längsbeschleunigung von etwa ~4g. Ein erheblicher Teil der Energie wird für die Levitation und zur Überwindung der Schwerkraft benötigt.
- 330–~1800 km (absteigender Teil der S-Kurve). Die Längsbeschleunigung sinkt gleichmäßig von anfänglich 4g auf 0. Der Shuttle durchfährt die unterirdischen Kurven und erfährt Belastungen von bis zu ~4g. Die Flugbahn wird durch die umgebenden elektromagnetischen Elemente stabilisiert.
- ~1800–2050 km (ansteigender Teil der S-Kurve). Beim Annähern an das Gateway fällt die Beschleunigung auf null. Der Shuttle legt die letzten 50 km mit ~11 km/s im Trägheitsflug zurück.
SchleuseÜbergang Vakuum → AtmosphäreSequenzielle Aktivierung der gasdynamischen Barriere und des mechanischen Verschlusses.Phase öffnen
Dank des hoch gelegenen Austrittspunkts erreicht der Shuttle bereits etwa ~30 km vom Gateway entfernt eine Höhe von >10 km über dem Meeresspiegel, wodurch die Auswirkungen der Stoßwelle auf das Gebiet minimiert werden. Eine Minute vor dem Start des Shuttles werden die Bänder des gasdynamischen Gateways getestet, ohne das mechanische Tor zu öffnen. Nachdem der Shuttle 45 % der Tunnelstrecke zurückgelegt hat, wird die beim Evakuieren von den Pumpen des letzten Tunnelabschnitts angesammelte Druckluft als Überschallströmung durch die Gateway-Bänder geleitet. Etwa ~10 Sekunden vor der Durchfahrt des Shuttles wird Wasserstoff zugeführt und das gasdynamische Barrieresystem im Verbrennungsmodus vollständig aktiviert, wodurch eine stabile, kegelförmige Überschallströmung aus heißem, teilweise ionisiertem Gas entsteht. 3 Sekunden nach erfolgreicher Aktivierung der Bänder und Bildung des heißen Barriere-Gradientenkegels öffnet sich das mechanische Tor.
Die Schutztechnologie verhindert auch den Vakuumverlust im Tunnel und erweicht den ersten thermischen Schock. Innerhalb von Millisekunden geht der Shuttle durch eine vorbereitete Region von verharmten und beheizten Gasen. Diese Schlüsseltechnologie ändert das Zeitprofil der ersten aerodynamischen Belastung und beseitigt eine ultra-kurze Schockfront während der Übergangszeit zwischen den Medien.
Die Gas-Dynamikbarriere reduziert die gesamte aerodynamische Kraft nicht, sondern verschiebt die Belastung durch den Aufprall von der Mikrosekunden-Bereich in die Millisekunden-Bereich, wodurch lokale Belastungen, Schwingungen und thermische Schock in der Shuttle-Struktur kritisch reduziert werden.
Das mechanische Tor schließt sich sofort nach dem Shuttle-Prozess, danach werden die Strahlgürtel unverzüglich abgeschaltet.
AtmosphäreDurchquerung der dichten SchichtenBallistischer Atmosphärenabschnitt mit maximalen Belastungen in den ersten Sekunden.Phase öffnen
Der Shuttle folgt einer ballistischen Flugbahn und nutzt seine Trägheitsmasse und robuste Struktur, um die dichten Atmosphärenschichten zu durchqueren. Die höchsten thermischen und dynamischen Belastungen treten in den ersten 10–20 Sekunden auf.
Grundsätzliche Klarstellung. Nach dem Verlassen der gasdynamischen Barrierezone tritt der Shuttle in der vorgegebenen Höhe (~3400 m) sofort in vollständige Wechselwirkung mit der normalen Atmosphäre. Alle Berechnungen von Flugbahn, Wärmeströmen und Überlasten gehen von vollständiger aerodynamischer Wechselwirkung mit der Atmosphäre aus; ein „Gasschild“, „Kanal“ oder mitgeführtes verdünntes Volumen wird nicht angenommen.
UmlaufbahnÜbergang in den Weltraum und OrbitalbetriebWärmeabfuhr, Bahnkorrektur und Aussetzen der Nutzlast.Phase öffnen
Nach dem Verlassen der Atmosphäre werden die Radiatoren zur Wärmeabgabe entfaltet. Anschließend aktiviert der Shuttle seine elektromagnetischen Plasmatriebwerke an Bord zur Feinsteuerung der Flugbahn und zum Einschuss in die Zielbahn, häufig direkt jenseits von GEO oder in Richtung der Lagrange-Punkte. Die Nutzlast wird ausgesetzt. In der AstroLiner-S-Konfiguration erfolgen der abschließende Einschuss und die Bahnkorrektur mit einem chemischen Antriebssystem.
RückkehrVerlassen der UmlaufbahnAbbremsen und Bahnkorrektur abhängig von der Shuttle-Version.Phase öffnen
Im vollfunktionierten AstroLiner wird der Ablauf mit elektromagnetischen Plasmastimmern durchgeführt.In der AstroLiner-S-Konfiguration werden die Ablaufbremsen, Korrekturen und die letzten Manöver durch das chemische Antriebssystem durchgeführt.
LandungOzeanlandungFallschirmbremsung, Wasserung und Übergang in den Seebetrieb.Phase öffnen
Über dem Atlantik nahe Gabun wird ein Bremsschirmsystem zur Geschwindigkeitsreduzierung entfaltet. Der Shuttle wassert mit kleinem Anstellwinkel auf einer verstärkten Unterseite, die für den Kontakt der erhitzten Oberfläche mit kaltem Wasser ausgelegt ist. Nach der Wasserung werden Propeller oder Wasserstrahlantriebe ausgefahren.
WartungSchleppen und Vorbereitung auf den nächsten FlugRückkehr zum Hafen, Inspektion, Reparatur des Wärmeschutzes und planmäßige Wartung.Phase öffnen
Die eigenen, vom Bordreaktor gespeisten Antriebe des Shuttles oder bei einem Systemausfall bereitstehende Schlepper bringen das Fahrzeug zum Hafenkomplex zurück, wo Inspektion, Wartung, Reparatur des Wärmeschutzes und Vorbereitung auf den nächsten Flug erfolgen. In der AstroLiner-S-Konfiguration wird die Rückkehr zum Hafen durch Batterien, ein Hilfsaggregat oder Bereitschaftsschlepper ermöglicht.
Logik der direkten Ausfahrt
StarRoad ist nicht um die Notwendigkeit herum konzipiert, zunächst im niedrigen Erdorbit zu verbleiben. Die Grundidee besteht darin, die anfängliche kinetische Energie zu nutzen, um Fracht direkt auf hochenergetische Bahnen und zu den Lagrange-Punkten zu schicken und dadurch Ketten aus Betankung, Schleppvorgängen und mehreren Raketenstarts zu reduzieren.
In den frühen Stadien der StarRoad-Implementierung, sowie als Basis, technologisch vereinfachte und betriebswirtschaftlich konservativer Konfiguration, die Startversion des Schiffs AstroLiner-S (Simplified / Start) zu verwenden .
Diese Modifikation ist eine funktionell vollwertige, aber energetisch und systemmäßig vereinfachte Variante von AstroLiner, die für den ersten Betrieb von Magistralien, frühen Ladung und bemannten Startarten bestimmt ist. Die Kommission hat die Kommission mit der Erarbeitung von Vorschlägen zur Verbesserung der Qualität und der Qualität der Daten zur Verfügung gestellt.
Die Schlüsselidee für den AstroLiner-S
AstroLiner-S setzt das grundlegende StarRoad-Prinzip um — die Atmosphäre durch Trägheit zu durchqueren —, jedoch ohne eine nukleare oder thermonukleare Energiequelle an Bord und unter vollständiger Beibehaltung der Startmasse- und Abmessungsmerkmale der Hauptversion.
Alle energetisch extremen Operationen (Ausspaltung, Levierung, Stabilisierung im Tunnel) sind vollständig in die Bodeninfrastruktur gebracht.
Die AstroLiner-S-Reihe ist:
- mit einem autonomen Verkehrsapparat,
- vollständig wiederholbar,
- die in der Lage sind, selbstständig in die Umlaufbahn zu gehen, sie zu verlassen und zurückzukehren,
- die ausschließlich chemische Trieb außerhalb des Tunnels nutzen,
- die keine hochen Leistungs ionisierenden Strahlungsquellen an Bord enthalten.
Energie- und supraleitende Systeme
In der Konfiguration von AstroLiner-S sind die folgenden vollständig ausgeschlossen:
- Kern- und Thermonukleareinrichtungen,
- die damit verbundenen Radiations-, Wärme- und Unfallrisiken,
- Szenarien einer unumkehrbaren Verschmutzung von Tunneln und Schließplätzen.
Überleitende Elemente der Levierung, Stabilisierung und Wechselwirkung mit der Strecke:
- Vor dem Start werden sie elektrisch angebettet.
- in eine ständige Regie übertragen werden,
- Sie werden von einander getrennt und von einem Bordsystem gesteuert.
Die Aufnahme der Bordelektronik, der Steuerung und des Schutzes wird durch Akkumulatoren und Inersionsaufbereitungen (Machowick) durchgeführt, die auf einen vollständigen Tunnelspaltungszyklus mit Zeitreserven berechnet sind.
Die aktive Steuerung der überleitenden Konstruktionen im Abspaltungsprozess ist von kleinen Korrekturen und Unfallreformen begrenzt, was die Notwendigkeit einer hochleistungsfähigen ununterbrochenen Energiequelle an Bord ausschließt.
In der Orbit werden faltige Solarpaneele als aktive Energiequelle verwendet.
Motorische Anlage außerhalb des Tunnels
Alle Orbitoperationen von AstroLiner-S werden mit chemischer Antrieb durchgeführt.
Die Rette ist ausgestattet mit:
- mit mittlerer Triebkraft chemischen Marschmotoren (Klasse LOX/LH₂ oder LOX/LCH₄),
- durch duplizierte Orientierung- und Notfallsteuerungssysteme (RCS).
Die Bewegungsanlage sorgt für:
- Nach dem Ausstieg aus der Atmosphäre in die Ziellinie gebracht,
- Korrektur der Orbitparameter,
- Abstieg aus der Umlaufbahn
- Einreise und Rückkehr.
Die Ablehnung von elektrisch reaktiven und magnetoplasmenmotoren in dieser Version ist auf das Fehlen einer hochauflösenden Stromquelle an Bord zurückzuführen und wird nicht als architektonisches Einschränken des Systems insgesamt angesehen.
Rückkehr und Wiederverwendbarkeit
Der AstroLiner-S ist in der Lage:
- Autonomer Abstieg aus der Umlaufbahn,
- Ein steuerbarer, leeres Luftangriff,
- die Flugplanung,
- Ein Landung in den Ozean mit Flügeln und einem Fallschirmsystem.
Die Abwesenheit eines Reaktors vereinfacht die folgenden Dinge:
- die Meeresbetriebswirtschaft,
- die Regulierungsdienstleistung,
- Wiederherstellung des Geräts nach außerhalb der Arbeitszeit.
Die Rolle von AstroLiner-S in der Entwicklung von StarRoad
AstroLiner-S wird als:
- Die erste Serienversion des StarRoad-Schiffs,
- eine Plattform für die Sammlung von Start- und Ausfallstatistiken,
- Mittel zur frühen Inbetriebnahme des Systems,
- Basistransport für die anfängliche Orbitalinfrastruktur.
Mit der Entwicklung des Projekts, dem Aufkommen kompakter Hochleistungs-Energiequellen und dem Einsatz von Erfahrung kann der AstroLiner-S evolutionär durch eine vollfunktionale AstroLiner-Version ergänzt oder ersetzt werden. Sie ist mit hoher Leistung an Bord und elektromagnetischen Plasma-Motoren ausgestattet.
So ist AstroLiner-S kein Kompromiss, sondern ein logischer Start-Level für das System, um StarRoad früher, sicherer und mit weniger Systemrisiken zu starten. ohne die grundlegende Architektur der Hauptbahn zu verändern.