Cómo funciona
Elementos principales
GATES — Cómo se organizan el túnel, la puerta, las puertas, el sistema de alimentación y el transbordador AstroLiner.
- Longitud. ~2050 km.
- Sección transversal. Elipsoidal (~17.5 × 12.5 m), optimizada para la forma aerodinámica del transbordador y la disposición de una levitación magnética estable.
- Profundidad de trazado del túnel. Hasta ~8 km. También es posible una mayor profundidad si lo permiten las condiciones geológicas y térmicas. La profundidad admisible del túnel acelerador solo podrá determinarse con precisión tras una exploración geológica detallada: perforación de sondeos a lo largo del trazado, elaboración del perfil térmico y evaluación del estado tensional del macizo rocoso, la fracturación y la hidrogeología. Cuanto menores sean la temperatura y el flujo térmico de los estratos profundos (aproximadamente hasta ~200–250 °C), mayor será el intervalo de profundidades técnicamente realizables y la libertad para optimizar la geometría del trazado (radios de curvatura y tramos de transición), reduciendo las sobrecargas máximas y las cargas dinámicas en el túnel sin perder las velocidades objetivo.
- Construcción. Combinada. El tramo inicial (~330 km) es una recta subterránea de suave pendiente que desciende en línea recta hacia el portal para simplificar la aceleración. La parte principal es un túnel enterrado o subterráneo para garantizar la estabilidad térmica, el aislamiento del vacío y la seguridad.
- La geometría de la ruta. Arco S en el tramo después de ~330 km.
- Arco bajador. El radio ~6300 km, conduce el túnel a la profundidad para crear el ángulo necesario.
- Arco ascendente. Con un radio de 2500–3500 km, lleva el túnel hasta el portal con un ángulo de ~5–6° respecto al horizonte. Los radios se calculan de modo que la aceleración centrípeta a velocidad hipersónica no supere 4g.
- El sistema de vacío. Cada segmento (~50 km) es autónomo, con sus propias bombas de vacío, sensores y válvulas de emergencia.
Sistema de aceleración
La aceleración y la estabilización del transbordador se obtienen mediante la interacción de sus imanes superconductores de a bordo con accionamientos electromagnéticos lineales distribuidos (devanados) instalados en el túnel. Estos accionamientos son devanados pasivos segmentados de conductores convencionales (cobre, aluminio) y no requieren refrigeración criogénica.
- En la parte inicial del túnel (0-330 km). Los accionamientos se sitúan principalmente bajo la vía, generando el campo magnético para la levitación y la aceleración inicial a 4g, así como para compensar activamente la gravedad.
- En la parte media del túnel (330-2000 km), especialmente en el arco en S . Los accionamientos rodean el túnel por todo su perímetro, proporcionando aceleración de precisión, retención por fuerza del transbordador en el centro del túnel a velocidades hipersónicas y estabilización de la trayectoria en las curvas. En el suelo de la parte final del túnel, donde las aceleraciones radiales son elevadas, se emplean materiales de devanado reforzados y con redundancia estructural. En el tramo de 330-2000 km, la aceleración disminuye siguiendo una curva desde 4g al inicio hasta 0g al final, alcanzándose una velocidad final de ~11 km/s al término de la trayectoria.
- En la parte final (2000-2050 km). Los últimos 50 km están destinados a la estabilización y el centrado antes de la entrada en la atmósfera a través del portal atmosférico. En este tramo no hay aceleración.
La energía pulsada de las subestaciones GATES se suministra a segmentos concretos de los devanados en estricta sincronización con la posición del transbordador, creando un campo magnético viajero que, al interactuar con el campo de los imanes de a bordo, acelera el transbordador. Esta arquitectura minimiza la complejidad del túnel, facilita su mantenimiento y concentra los elementos de alta tecnología en el transbordador reutilizable.
Se elimina el problema de la última milla.
Ubicación y construcción
El complejo de esclusa está situado en la meseta de la cumbre del monte Mohi (~3400 m), en la República Democrática del Congo. Para la futura ampliación se ha reservado una extensa meseta meridional (16 km más al sur), capaz de albergar decenas de esclusas paralelas. La instalación es una estructura masiva con una compuerta mecánica principal y sistemas para crear una barrera gasodinámica. En la práctica, equivale a un motor a reacción terrestre estacionario con una tobera anular triple orientada hacia el cielo con cierto ángulo, pero no sirve para acelerar un cuerpo, sino para desplazar la atmósfera y crear un colchón cuando el transbordador entra en ella.
Barrera de gas dinámico
Elemento de trabajo principal. La aproximación del transbordador inicia, con varios segundos de antelación, la formación de un flujo de gas supersónico cónico dirigido hacia el exterior a lo largo del eje del túnel.
- Fuente y configuración. La barrera gasodinámica se genera mediante tres motores a reacción anulares concéntricos e independientes (anillos), o mediante motores estatorreactores hipersónicos equivalentes con una disposición similar de tres anillos, instalados alrededor del plano de salida de la esclusa y alimentados con una mezcla de aire e hidrógeno. El hidrógeno se produce in situ mediante electrólisis. Esta triple redundancia aporta tolerancia a fallos: basta con que funcionen dos anillos cualesquiera para crear una barrera eficaz, por lo que el sistema sigue operativo si falla uno de los tres. Cada anillo dispone de su propio sistema de alimentación de combustible, control e ignición. Los anillos se sitúan alrededor de la parte exterior de la esclusa, escalonados hacia atrás desde el anillo pequeño hasta el grande; la compuerta mecánica se encuentra dentro de la esclusa, detrás de la cascada de anillos. Esto permite arrancar los anillos sin necesidad de abrir previamente la compuerta mecánica.
- Funciones clave.
1) Creación de una presión dirigida hacia el exterior para proteger el vacío del túnel durante el paso del transbordador;
2) Desplazamiento y calentamiento previos del aire atmosférico en la zona de salida delante de la esclusa, para crear un gradiente en la interfaz entre el vacío del túnel y la atmósfera y formar así una transición gradual entre ambos medios.
La barrera gasodinámica no es una protección aerodinámica del transbordador ni lo aísla de la atmósfera. Su función es prolongar en el tiempo la transición entre los dos medios, convirtiendo la carga de choque prácticamente instantánea (de microsegundos) producida al contactar con aire frío e inmóvil en una carga distribuida durante milisegundos al contactar con un flujo calentado y codireccional. Esto no reduce las fuerzas aerodinámicas integrales, pero sí disminuye bruscamente la brusquedad (jerk) y la componente de alta frecuencia de las cargas, reduciendo el riesgo de daños locales y de choque térmico de la estructura.
- Forma del flujo. Un cono de sección elíptica correspondiente a las secciones del túnel y del transbordador. Se extiende hacia el exterior entre decenas y cientos de metros desde tres filas de toberas anulares de los cinturones de reacción de la esclusa atmosférica.
La barrera gasodinámica de la esclusa atmosférica no requiere formar un cono geométricamente perfecto, estacionario ni estrictamente axisimétrico. Su régimen de funcionamiento es dinámico por naturaleza y admite fluctuaciones temporales y espaciales de la forma, la densidad y la velocidad del flujo.
La condición crítica y única estricta para el funcionamiento de la esclusa es mantener, durante toda la salida del transbordador, un gradiente positivo (dirigido hacia el exterior) de presión y cantidad de movimiento que impida por completo la entrada de aire atmosférico en el túnel, junto con una preparación gasodinámica y térmica previa de la atmósfera en la zona de salida. Esto aumenta sustancialmente la fiabilidad y la viabilidad práctica del sistema.
Por tanto, la forma del flujo se considera un parámetro adaptativo y no una magnitud objetivo, y se optimiza en tiempo real según características integrales (presión, caudal másico y cantidad de movimiento), en vez de ajustarse a una geometría rígidamente predefinida.
- Escalabilidad y ensayos. A diferencia del acelerador de mil kilómetros, la estructura de la esclusa es modular y fácilmente escalable. Las tecnologías clave — formación de un cono gasodinámico supersónico estable, sincronización y funcionamiento de los cinturones de reacción — pueden desarrollarse por completo en bancos de ensayo físicos plenamente funcionales a escala 1:5 o 1:10, lo que permite reducir los principales riesgos técnicos del proyecto antes de iniciar la construcción a escala completa de la ruta principal.
El sistema de seguridad
El manejo del hidrógeno impone requisitos más estrictos de seguridad contra explosiones e incendios. Toda la infraestructura de la esclusa se diseña en consecuencia: sistemas redundantes de detección de fugas de hidrógeno, purga inerte de las tuberías con nitrógeno, equipos con protección antideflagrante, separación física de las instalaciones de electrólisis, los almacenamientos y los cinturones motores, así como conductos de ventilación dirigidos para evacuar de forma segura posibles emisiones a la atmósfera lejos del personal de servicio y de la infraestructura crítica.
Dimensiones y masa de lanzamiento
Longitud ~150 m, sección elíptica ~10x15 m. La forma es una cuña hipersónica optimizada para minimizar la resistencia aerodinámica y la carga térmica durante la penetración de la atmósfera.
- Masa óptima de lanzamiento. ~15 000 toneladas.
La masa del transbordador de 15 000 toneladas es el resultado de buscar un óptimo técnico-económico situado en el “justo medio” entre las limitaciones físicas y las posibilidades de realización.
| Criterio | El límite inferior (< 8 000 – 10 000 t) | El máximo (15 000 t) | El límite superior (> 20 000 – 25 000 t) |
|---|---|---|---|
| Aerodinámica y sobrecarga | La fuerza de resistencia Fd = ρ·A·v2 crea altas sobrecargas a = Fd/m, requiriendo una difícil estabilización activa y llevando a pico de cargas térmicas. | La inercia domina. La resistencia atmosférica provoca inicialmente sobrecargas breves (de hasta 5 sec) de ~3–6g, lo que permite utilizar sistemas de amortiguación y protección térmica más sencillos. | Las sobrecargas se reducen ligeramente, pero las ventajas se nivelan por otros factores. |
| El régimen de calor | Baja capacidad térmica. La pequeña masa m conduce a un rápido aumento de la temperatura ΔT = Q·t / (m·c), requiriendo sistemas extremos de enfriamiento activo. | La construcción masiva absorbe y dispersa el calor de pico de una brecha de tiempo corto en la atmósfera, permitiendo utilizar una combinación de protección térmica pasiva y activa. | La capacidad de calor aumenta, pero la extracción de calor de la construcción masiva se convierte en un problema separado. |
| Energía de lanzamiento | La energía requerida E = ½·m·v² es aceptable, pero no compensa las desventajas. | La energía de desgaste hasta 11 km/s es de ~9×10¹⁴ J (~252 GWt·h), lo que corresponde a las capacidades del sistema distribuido de GATES y acumuladores. | El gasto energético aumenta de manera lineal, lo que requiere un aumento desproporcionado en la capacidad y la potencia de los almacenes, lo que es poco eficiente económicamente. |
| La construcción y la logística | Es posible, pero no da la ventaja clave de un tarán inertivo. | Las dimensiones y la masa corresponden a las capacidades de los modernos muelles de construcción naval, métodos de soldadura y transporte. | La construcción pierde dureza, se presentan problemas de fluctuación propia, montaje, entrega al lugar de arranque. |
| Filosofía de StarRoad | Se mantiene en el paradigma de un aparato ligero, vulnerable a la atmósfera. | Realiza el paradigma del tarán inertivo: la atmósfera no es una barrera, sino una indignación de corto plazo, superada a costa de la masa y la resistencia. | Se convierte en una tarea difícil para la industria, reduciendo el ahorro de escala. |
- Físicamente se encuentra por encima del umbral (~10 000 t), después de lo cual la inercia comienza a dominar sobre la influencia aerodinámica.
- Energéticamente no conduce a un aumento exponencial de los requisitos de infraestructura.
- Tecnológicamente permanece dentro de las prácticas industriales a escala (construcción de buques, maquinaria pesada).
- El económico Balance entre el desaceleración de la extracción a costa de la escala y la limitación de los gastos de capital.
Así, este parámetro es el óptimo de cálculo que hace que el concepto de StarRoad sea físicamente viable y económicamente justificado.
Componencia y sistemas
Toda la arquitectura interior se proyecta como una estructura longitudinal de varios niveles con una división funcional por la altura del edificio.
- La parte inferior y la parte trasera del cuerpo se han asignado completamente a sistemas energéticos y de energía: reactor a bordo, intercambiadores de calor, contornos de enfriamiento activo, transformadores de energía, acumuladores de energía, las magistras del soporte de calor y los elementos de la instalación de fuerza marítima. Esta colocación reduce el centro de masa de la nave, aumentando la resistencia en el vuelo hipersónico, la planificación y la conducción, así como simplifica la protección térmica y radiativa de las secciones superiores.
- Superconductor sistema de levificación y estabilización integrada a lo largo de los puertos de la transbordador y parcialmente en el fondo. Los módulos superconductores están fijados directamente detrás de la envoltura exterior y de la capa de protección térmica, lo que minimiza el obstáculo entre el campo magnético y las envolturas pasivas del túnel.
- a lo largo de los bordes a lo largo de todo el cuerpo, incluidas las zonas superiores y medias hasta la línea de las barras de desmovimiento;
- en la parte media y posterior del fondo;
- con excepción de las zonas de salida de las alas principales y los nichos mecánicos.
Esta distribución proporciona un campo magnético uniforme, una alta resistencia a las velocidades hipersónicas y resistencia a los daños locales.
- La parte media del cuerpo Las alas principales se eliminan dentro del cuerpo y se aislan de las secciones energéticas y de carga. La parte frontal de la zona media de la nariz se utiliza para colocar pequeñas alas de control de mudanzas, que se utilizan para la corrección de la trayectoria y la estabilización en los regímenes de transición.
- La parte superior del cuerpo Está diseñado para colocar un módulo de cambio universal de carga útil. El módulo está estandarizado por sus dimensiones, puntos de fijación, masa y posición permitida del centro de gravedad y puede configurarse como carga, tanque, pasajero o combinado. La instalación y extracción del módulo se realizan en la doca antes del arranque, y también son posibles en órbita después de la apertura de las barras superiores. El depósito de carga está equipado con un ascensor hidráulico o electro mecánico incorporado y con directores que permiten mover y extraer los módulos automáticamente en condiciones de microgravedad sin la participación del equipo.
- Las ventanas superiores desmovibles No son elementos portadores del carcaso de fuerza y desempeñan las funciones de desvío aerodinámico y acceso orbital. Una vez que se abren y fijan las barras, se despliegan automáticamente, y luego se les da un refrigerante para deshacerse del calor excesivo en el vacío.
- La parte nasale de la transbordador tiene una composición funcional de varios niveles:
- zona nasal superior puente, sistemas de control, navegación y comunicación;
- zona nasale media de los mecanismos de las alas de baja altura y de las superficies de control;
- zona nasal inferior de los tanques con combustible criogénico y refrigerante, que garantizan una resistencia hidráulica mínima y el acceso más rápido posible del medio de enfriamiento a los sistemas de enfriamiento activo de la parte nasales durante la penetración de la atmósfera.
Esta composición proporciona cortas contornas térmicas e hidráulicas, reduce la inercia térmica de la nariz y aumenta la fiabilidad del funcionamiento de los sistemas de protección térmica en el tramo de vuelo más cargado. En general, la composición de la nave es una arquitectura rigurosa estructurada, escalable y modular, optimizada para el arranque hipersónico, operaciones orbitales, navegación autónoma y uso múltiple sin un profundo desgaste del cuerpo.
Protección térmica del cuerpo
La parte nasal y el fondo de la transbordador están equipados con un sistema de protección térmica de múltiples capas de metal y composición, calculado para las cargas térmicas y dinámicas extremas en el vuelo hipersónico y posterior conducción. La estructura combina elementos pasivos y activos e incluye:
- una capa externa resistente al calor, resistente a temperaturas de corto plazo de miles de grados y a un intenso calentamiento radiativo;
- una capa metálica de fuerza que perciba las cargas mecánicas y vibracionales;
- las contornas de enfriamiento activo que permitan la retirada del calor de las zonas más cargadas, en primer lugar de la parte nasale y del extremo delantero del fondo;
- elementos de ablación sustituibles en zonas críticas locales, calculados para el desgaste controlado sin dañar la estructura principal.
El sistema de protección térmica está diseñado teniendo en cuenta el impacto térmico en el contacto del cuerpo calentado con el agua al aterrizar en el océano, incluyendo los bruscos gradientes de temperatura y las tensiones térmicas cíclicas. La arquitectura prevé la segmentación y reemplazo modular de los elementos más cargados durante el servicio reglamentario, lo que aumenta la capacidad de reparación y el recurso de la utilización múltiple.
Las alas
El cinturón está equipado con dos pares de alas de salida, destinadas a estabilizar, planificar y colocar.
- El par delantero de alas corrige la trayectoria, estabiliza el cabeceo y el alabeo y amortigua las perturbaciones dinámicas. Se despliega tras alcanzar las capas enrarecidas de la atmósfera para el planeo.
Parámetros de cada ala delantera:
- longitud (amplio desde la raíz): ~35 m;
- ancho por la raíz / acabado: ~14 / 7 m;
- El área: ~360–400 m2.
- Un par de alas traseras es la superficie aerodinámica principal del transbordador.
Parámetros de cada ala trasera:
- longitud (amplio desde la raíz): ~100 m;
- ancho por la raíz / acabado: ~14 / 7 m;
- El área: ~1000–1100 m2.
La superficie total de las alas es de aproximadamente 2800–2900 m2. Una contribución adicional a la fuerza de elevación aporta la forma portadora de la fuselaje, aumentando la superficie aerodinámica efectiva en aproximadamente 20–30%.
En el modo subsonico la configuración sumaria proporciona una calidad aerodinámica de orientación L/D ≈ 9–13, lo que permite realizar una planificación sostenible y una selección controlada del punto de aterrizaje. Las velocidades típicas de planificación y de conducción se evalúan en el intervalo 90–120 m/s (≈ 320–430 km/h). En estas velocidades, la seguridad de aterrizaje no se determina por la velocidad horizontal absoluta, sino por la velocidad vertical de toque, el ángulo de ataque y el perfil del glizada.
Los sistemas de paracaídas
Para reducir las cargas de choque en la conducción y ampliar la ventana de aterrizaje permitida, las embarcaciones están equipadas con un sistema paracaidista parafila múltiple que funciona como un contorno condicional-estatal de aterrizaje suave.
- Arquitectura y ubicación. El sistema incluye dos posiciones parafailo:
- uno en la sección superior de popa;
- una en la parte superior delantera (se encuentra justo detrás de la zona nasale).
Cada posición se ha ejecutado según el esquema N+1 Los paráboles se unen al cuerpo no en un punto, sino a través de línea transversal de fijación La estructura de las cúpulas se encuentra a lo largo del eje, excluyendo el impacto y la paliza.
- Las plazas y el modo de trabajo. Los paráfoles no están diseñados para mantener el peso del aparato completamente, sino para dempfar la velocidad vertical en el tramo final y formar la fase de tacto fluido.
- superficie de un parafoil principal: ~4500–6000 m²;
- superficie activa total al trabajar dos paráfoils: ~9000–12 000 m2.
Velocidad vertical en el momento de tocar Vz≈1 m/s.
- Criterio de inclusión. El sistema paracaidista se utiliza Sólo cuando sea necesario. El algoritmo de la puesta en tierra tiene en cuenta sobrecarga total (suma vectorial de los componentes aerodinámicos , inercivos y hidrodinámicos):
- si la sobrecarga total prevista en el momento de tocar no exceda 4g, el aterrizaje se realiza sin usar parafailo (en las alas);
- en el caso de el riesgo de más de 4g El sistema se activa y reduce la velocidad vertical hasta el valor objetivo, convirtiendo la aterrizaje en un modo de suave glissificación.
- La repetibilidad. Los paráfoles, sistemas de tramos y los nodos de fijación están diseñados para ser utilizados en múltiples ocasiones con un servicio reglamentario (visualización, secado, reemplazo de los elementos de rápida despliegue) sin desmontar el cuerpo de fuerza.
Instalación de fuerza y motor autónoma
El cinturón está equipado con un sistema de movimiento de energía totalmente autónomo, diseñado para todo el ciclo de la misión: desde maniobras en órbita hasta navegación autónoma de varios meses.
- El básico fuente energía: el reactor nuclear a bordo.
- Tipo de la misma: un reactor rápido en fundición de sal (RJM) o un reactor refrigerado a gas de alta temperatura (RGV) de la siguiente generación. En la perspectiva un módulo térmico nuclear compacto (por ejemplo, basado en un esquema con compresión de campo, como en Helion Energy).
- La capacidad: la eléctrica 10-20 MW, la térmica 50-100 MW.
- El destino: el suministro de energía a todos los sistemas de bordo que superconduyan los elementos del sistema de magnetolevificación, motores de plasma electromagnéticos (EMPD), sistemas de enfriamiento activo y los motores para la navegación autónoma. El reactor está diseñado para funcionar sin reiniciar el combustible durante todo el tiempo de vida del transbordador (5-10 años).
- Un sistema de levitación y estabilización de sobresaliente a bordo. A lo largo del cuerpo de la transbordador se integran módulos criógenos con imanes superconductores basados en superconductores de alta temperatura (VTSP), enfriados con nitrógeno líquido o hidrógeno de los sistemas de bordo. Estos imanes crean un poderoso campo magnético básico para la levitación y la estabilización activa (sistema de suspensión magnética). Permiten que la nave mantenga la levificación incluso cuando se niega el suministro externo del túnel a través de la interacción inductiva con los envoltorios pasivos-rellas (efecto del espejo magnético).
El sistema de control de estabilización está construido por el principio jerárquico:
- Contudo pasivo (microsegundos): la conexión inductiva de los superconductores con las envolturas del túnel crea automáticamente la fuerza de retorno en cualquier desplazamiento sin la participación de la electrónica.
- Contudo de hardware (microsegundos milisegundos): los esquemas especializados (FPGA, ASIC) permiten detectar el desequilibrio y cambiar las secciones por algoritmos rígidos.
- El contorno del programa (milisegundos decenas de milisegundos): El calculador de bordo (con soporte de IA limitada) redistribuye los torques entre las secciones superconductoras para compensar los desviaciones lentas y los desequilibrios locales, sin requerir una reacción en el rango de nanosegundos.
Esta arquitectura proporciona un tiempo de reacción a la indignación de milisegundos, que supera por orden los requisitos de resistencia para una transbordador de masa 15 000 toneladas a velocidades hipersónicas.
- Los principales los motores: motores electromagnéticos de plasma de alta tracción (EMPD).
- El principio es: motores magnétoplasmodinámicos (MPD) o motores con flujo azimutal (VASIMR) alimentados por el reactor a bordo.
- Empuje: hasta 50–100 kN (5–10 toneladas-fuerza) en régimen de impulsos, suficiente para correcciones orbitales, salida de órbita y transferencias entre órbitas.
- El cuerpo de trabajo: el stock de xenón líquido, argón o hidrógeno (también utilizado para sistemas de enfriamiento).
- Autonomía: Los motores son controlados por una IA de bordo capaz de calcular y ejecutar manobras de conexión con estaciones orbitales, descarga y retorno por sí misma.
- Sistema de calefacción de las direcciones:
- Radiadores de salida. Dispuestos en el espacio paneles con contorno líquido para descargar el calor excesivo del reactor y el equipo en el vacío.
- Acumuladoras de calor de fase (TA). El elemento crítico se encuentra en la parte nasal y los nodos críticos. Absorben el calor de pico (megajouli) cuando la atmósfera se perfora en el inicio y la entrada, evitando el sobrecalentamiento de la estructura. En el espacio o en el océano, el calor se desprende lentamente a través de los radiadores o al medio ambiente.
- Sistema de enfriamiento activo. Un contorno cerrado con hélio líquido/hidrógeno para enfriar de urgencia la pantalla de protección térmica y los elementos críticos en vuelo.
- Reservar y seguridad: sistemas de control de reactor duplicados, circuitos de enfriamiento independientes, medios de dispersión de calor de emergencia.
Sistemas de plantación y marinas autónomas
Después de la inundación en una zona del Atlántico, el transbordador pasa a un transbordador de mar completamente autónomo.
- Sistema de propulsión. Dos unidades propulsoras azimutales retráctiles o propulsores por chorro de agua proporcionan una gran maniobrabilidad a baja velocidad.
- Energía para nadar. El suministro de energía eléctrica para los motores y los sistemas de bordo reactor nuclear/termonuclear de bordo de estadoEl área activa tiene suficiente reserva para pasar varios meses en una zona autónoma.
- Navegación y conexión. Satélite (GPS/Glonass), navegación inércia, radares y líderes para reconocer la situación superficial.
- Sistema de frenado final. Para apagar la velocidad residual (100-150 km/h) antes de tocar el agua se utiliza el sistema combinado: paracaidista de frenos de pequeña superficie (para estabilizar y frenar inicialmente) y el impulso corto de los motores de plasma de marcha (para apagar la velocidad vertical con precisión). El paracaidista se dispara después de la inundación.
Esta configuración permite que el transbordador después de aterrizarse siga por sí mismo al puerto de matrícula o al punto de encuentro con el remolque sin requerir ayuda inmediata. Es capaz de mantenerse autónomo en una ola de tormenta, realizar largos cruces y llegar al muelle designado para el servicio según el horario, convirtiéndose de un aparato espacial en un transbordador marino robótico.
AstroLiner-S: inicio / versión simplificada
En las primeras etapas de la implementación de StarRoad, y también como una configuración básica, tecnológicamente simplificada y operativamente más conservadora, se prevé el uso de la versión de inicio de la transbordador AstroLiner-S (Simplified / Start).
Esta modificación es una versión funcional pero energéticamente y sistemáticamente simplificada de AstroLiner, destinada a la explotación inicial de la granja, los primeros lanzamientos de carga y tripulados, y para reducir gradualmente los riesgos tecnológicos, operativos y reguladores del sistema.
- Idea clave de AstroLiner-S. AstroLiner-S implementa el paradigma básico de StarRoad — atravesar la atmósfera por inercia —, pero sin utilizar una fuente de energía nuclear o termonuclear a bordo y conservando íntegramente la masa y las dimensiones de lanzamiento de la versión principal.
Todas las operaciones energéticamente extremas (desagado, levitación, estabilización en el túnel) se llevaron completamente a la infraestructura terrestre.
La prenda AstroLiner-S es:
- por un aparato de transporte autónomo,
- completamente recorrido,
- que puede irse a la órbita, bajarse y regresar por sí mismo,
- pero que utiliza exclusivamente el estímulo químico fuera del túnel,
- que no contienen fuentes de radiación ionizante de alta potencia a bordo.
- Energía y sistemas superconductores. En la configuración AstroLiner-S están completamente excluidos:
- las instalaciones de energía nuclear y termonuclear,
- los riesgos radiativos, térmicos y de accidente que se deriven de ellos,
- escenarios de contaminación irreversible del túnel y los tramos de la puerta.
Los elementos de superconductor de la levitación, estabilización y interacción con la ruta:
- se empantan con electricidad antes de la salida,
- se transfieren a un régimen permanente,
- Se aislan entre sí y se manejan por un sistema de bordo.
La alimentación de la electrónica de bordo, los sistemas de control y protección se realiza a través de las baterías y acumuladores inercivos (mahos), calculados para un ciclo completo de desgaste del túnel con un respaldo por tiempo.
El control activo de las contornas superconductoras en el proceso de desgaste está limitado a pequeños corrientes de ajuste y regímenes de emergencia, lo que elimina la necesidad de una fuente de energía continua de alta potencia en el bordo.
En el modo orbital, se utilizan paneles solares plegables como fuente de energía activa.
- Instalación de motor fuera del túnel
Todas las operaciones orbitales de AstroLiner-S se realizan utilizando el tracto químico.
El cinturón se equipará con:
- motores químicos de marcha de tracción media (clase LOX/LH₂ o LOX/LCH₄),
- los sistemas duplicados de orientación y control de emergencias (RCS).
La instalación motriz proporciona:
- la realización de la órbita de destino después de salir de la atmósfera,
- corrección de los parámetros orbitales,
- Descenso de la órbita,
- La entrada y el regreso controlados en la atmósfera.
La negativa de los motores eléctricos reactivos y magnético-plasma en esta versión se debe a la falta de una fuente de energía eléctrica de alta potencia en el bordo y no se considera como una limitación arquitectónica del sistema en general.
- El regreso y de muchas veces
El AstroLiner-S es capaz de:
- Descenso autónomo de la órbita,
- La entrada en la atmósfera por vía controlada,
- la planificación aerodinámica,
- El avión se puede aterrizar en el océano con alas y paracaídas.
La ausencia de un reactor facilita considerablemente:
- la explotación marítima,
- servicio reglamentario,
- la restauración del aparato después de los empujes extraestacionales.
- El papel AstroLiner-S en el desarrollo de la StarRoad
AstroLiner-S se considera como:
- la primera versión de producción en serie del transbordador StarRoad,
- plataforma para recopilar estadísticas de lanzamientos y fallos,
- medio de puesta en marcha temprana del sistema,
- el transporte básico para la infraestructura orbital inicial.
A medida que el proyecto se desarrolla, las fuentes de energía compactas de alta potencia aparecen y la experiencia de operación se acumula, el AstroLiner-S puede complementarse o ser reemplazado por una versión completa de AstroLiner, Está equipada con un sistema de energía de alta potencia y motores de plasma electromagnéticos.
Así, AstroLiner-S no es un compromiso, sino un nivel inicial lógico del sistema que permite comenzar a operar StarRoad antes, con mayor seguridad y con menor riesgo sistémico, sin modificar la arquitectura fundamental de la línea principal.
El propósito y el principio
El proyecto incluye la creación de su propia infraestructura energética y climática integrada de clase gigavatios a partir de la tecnología modificada Enhanced Geothermal Systems (EGS). Como cuerpo de trabajo se utiliza el dióxido de carbono supercrítico (sCO₂), obtenido por la captura directa de la atmósfera (Direct Air Capture, DAC). El sistema combina tres funciones críticas: 1) el manejo activo del campo térmico geotérmico para garantizar la estabilidad térmica del túnel acelerador; 2) la generación de la energía eléctrica básica; 3) la utilización a largo plazo del CO₂ atmosférico.
Arquitectura subterránea del GATES
Para garantizar la estabilidad térmica, la independencia energética y la durabilidad, cada túnel de aceleración va acompañado por un conjunto de siete túneles de servicio de pequeño diámetro que forman el sistema integrado GATES:
- Seis túneles principales colectores y energéticos (diámetro 2 m). Se sitúan 30 m por debajo del piso del túnel de aceleración, con una separación uniforme de 7 m entre ejes. Funcionan por pares en régimen reversible, haciendo circular CO₂ supercrítico fuertemente subenfriado (+5°C). Esta configuración forma bajo toda la sección del acelerador una losa refrigerada continua de más de >15 m de espesor, eliminando por completo los puentes térmicos.
- Un túnel técnico de servicio (diámetro 3 m). Está al mismo nivel que el túnel de aceleración, a 3 m de distancia lateral. Permite acceso continuo para diagnóstico y reparación sin detener el tráfico. Los túneles GATES están diseñados para la acción combinada de alta presión interna (hasta 25 MPa), presión de la roca y cargas dinámicas. La excavación de todo el complejo de siete túneles se realiza mediante una flota totalmente robotizada de microtuneladoras (micro-TBM). GATES separa física y funcionalmente la infraestructura energética de la infraestructura de transporte, proporcionando una fiabilidad y mantenibilidad excepcionales.
Sistema de enfriamiento y GTMC
- Es un contorno de refrigeración profunda. Bajo el túnel de aceleración se encuentran los túneles colectores y energéticos de la GATES, por los que circula el cuerpo de trabajo sobre la base de CO₂ en un denso régimen de alta presión o sobrecrítico. El rango de temperatura del flujo frío antes de entrar en los colectores de profundidad cerca de +5...+15°C en el régimen de baja temperatura estándar. Después de seleccionar el calor geotérmico y pasar por el terreno profundo CO₂ puede calentarse por encima de +100°C dependiendo de la profundidad, el flujo de calor de las especies y el régimen de generación de energía. El contorno separa el calor geotérmico, forma una zona refrigerada debajo del túnel principal y permite colocar la carretera de forma segura en profundidades de aproximadamente 5–8 km.
- Canal Hidro-Térmico Principal (HTMC). A lo largo de la ruta StarRoad, en paralelo a la carretera de servicio, la línea eléctrica y las comunicaciones, se construye el Canal Hidro-Térmico Principal — HTMC. Conecta los terminales en un único sistema superficial de rechazo de calor.
El GTMK es un canal de agua de aproximadamente 5–8 m de ancho y profundidad 2–3 m. Por el fondo del canal pasan varios tuberías de alta presión independientes, por las que CO₂ se desplaza entre los terminales vecinos. El agua sirve como buffer térmico y como medio de calor.
Después de los nodos turbinarios, de intercambio de calor o de compresor CO₂ entra en las serpentinas con una temperatura aproximada +50...+80°C. En el tramo interterminal de aproximadamente 50 km de longitud da calor al agua, enfriándose aproximadamente a +22...+35°C dependiendo de la estación, la humedad del aire, la intensidad de las lluvias, el refrigeración por radiación nocturna y el funcionamiento del canal.
La temperatura del agua en el GTMC en el régimen normal se mantiene aproximadamente en el rango +22...+32°C, con un aumento local en las secciones calientes hasta +35...+45°C. En algunas zonas cerca de la entrada del flujo caliente es posible calentar el agua a corto plazo hasta +50...+80°C, lo que puede incluso reducir parcialmente la actividad biológica, pero no hace que el agua sea potable sin purificación.
En la parte superior del canal se cierra con placas selectivas ligeras que reflejan la radiación solar y permiten el desprendimiento de calor en el rango infrarrojo.
- Refrigeración de terminales. Cada terminal dispone de torres de refrigeración, intercambiadores de calor, bombas, compresores booster, turboexpansores y chillers de reserva. En régimen normal, la mayor parte del calor de baja calidad se evacua pasivamente a través del HTMC.
Los gradiles y los intercambiadores térmicos de calor conducen el flujo CO₂ después del GTMC aproximadamente de +22...+35°C hasta +15...+25°C. Si es necesario, los chillers de reserva deben reducir la temperatura hasta -5...+5°C antes de la entrega a los colectores profundos. Los chillers no se utilizan como un régimen permanente principal, sino como un peak, emergencia o reserva de temporada.
- Con un compresor de impulso y un turbodetador. Al siguiente terminal CO₂ entra enfriado pero bajo presión elevada. Luego puede dirigirse al turbodetantador, donde parte de la energía de compresión se recupera, y la temperatura se reduce adicionalmente a través de la expansión de forma orientativa a -10...+5°C dependiendo de la presión, el gasto y el régimen de fase requerido.
Después CO₂ se envía a los túneles colectores de la GATES con la temperatura, la presión y el estado de fase requeridos. Este ciclo no es una fuente de energía gratuita: el compresor hace funcionar, el canal descarta el calor de compresión, y el turbodetantador sólo devuelve parcialmente la energía gastada. El resultado útil es un flujo más frío con menos carga en las instalaciones de enfriamiento activas.
- Redundancia y bidireccionalidad. Las tuberías serpentín se diseñan duplicadas y bidireccionales. Si se daña un circuito, el flujo se redistribuye por una tubería de reserva o por un terminal vecino. La dirección del flujo de CO₂ puede modificarse según la carga térmica, el modo de emergencia y el estado de cada tramo.
- Es conveniente para la reparación. El GTMC se secciona por compuertas aproximadamente a cada kilómetro. Cuando el segmento se daña, el segmento se aisla, el nivel del agua se reduce con las bombas hasta el nivel tecnológico mínimo o el segmento se seca parcialmente. Después de la descarga de presión, las brigadas de reparación o los complejos robóticos tienen acceso a los serpentines sin parar toda la carretera. Durante la reparación, el enfriamiento se mantiene con contornos de reserva, el cambio de dirección del flujo, el refuerzo del intercambio de calor a través de los terminales vecinos y la inclusión temporal de los chillers.
- Función de la explotación acuática limitada. El canal puede realizar una función de agua de segunda explotación, con una inclinación constante de este a oeste, puede mantener el movimiento lento de la agua, lavar las secciones y el desprendimiento regulado de los excesos.
Las lluvias ecuatoriales nocturnas pueden utilizarse para llenar el canal a través de las capas de agua, los refrigerios, los filtros y los derrames. Como el agua no entra en contacto con CO₂ directamente, después de la filtración local puede ser utilizada para irrigación limitada, suministro técnico de agua a las terminales, reservas de fuego y zonas de protección verde.
Esta función sigue siendo secundaria: la selección de agua se permite sólo dentro de los límites que no violen la tarea principal de la GTMC enfriamiento CO₂ y mantenimiento de la resistencia térmica de la GATES.
- El valor para StarRoad. Los colectores de profundidad, los GTMK, los refrigeradores terminales, las gridirnas, los compresores de impulso, los turbodetanders y los chilleres de reserva forman un sistema único de control de calor distribuido. Reducirá la dependencia de las máquinas de enfriamiento locales, aumentará la resistencia a los fallos, permitirá redistribuir los flujos de calor entre las terminales y hará que la colocación profunda del túnel de aceleración sea más realista.
El sistema de enfriamiento superficial también refuerza el valor económico de StarRoad: a lo largo de la ruta se forma una línea de cintura de terminales, caminos de servicio, centros energéticos, canal de agua, las zonas industriales y las zonas agrícolas de riego.
Integración con los túneles técnicos y los terminales terrestres
- La integración con la GATES. Bajo cada túnel inclinado, a la profundidad de los 10-20 m adicionales, pasan túneles colectores de la GATES para el congelación preliminar y la estabilización de la roca en la etapa de construcción y posterior generación de energía.
- El complejo de terminales terrestres. Cada túnel inclinado en la superficie termina con una terminal terrestre multifuncional. Cada una de las terminales 40 es un nodo independiente que incluye:
- Complejo de ventilación y limpieza de gas para mantener el régimen aéreo en el túnel y eliminar el aire desechado.
- Base de construcción con las plazas para almacenar, sobrecargar y almacenar temporalmente los módulos, el suelo y los materiales de construcción.
- El cuerpo administrativo y familiar para el alquiler de personal (dispetcherías, salas de descanso, talleres, almacenes).
- GATES — Estación de energía geotérmica y las instalaciones de refrigeración, integrados en la red general de las redes de energía nuclear y energética del Estado de Georgia, que utilizan y manejan el soporte de calor de los túneles colectores profundos.
- GATES — Estación de captura y procesamiento CO₂ (DAC). Instalación de captura directa de dióxido de carbono de la atmósfera (Direct Air Capture). CO₂ se licuida, se limpia y se envía a los túneles de colección profundos como soporte de calor.
- Punto de conexión a redes de energía y conexión externas (alimento de reserva, canal de banda ancha).
El significado estratégico
Además del suministro de energía y la estabilización térmica, una función clave del sistema es hacer posible la construcción segura y económica del túnel principal de aceleración a profundidades extremas (5–8 km o más). El control activo del campo térmico y la evacuación del flujo geotérmico eliminan las limitaciones de temperatura que, de otro modo, harían inviable tal profundidad. Esto permite realizar una geometría óptima del trazado en S con grandes radios de curvatura, necesaria para ganar altura de forma gradual y hacer salir el transbordador con un ángulo de ~5–6° respecto del horizonte, manteniendo las cargas admisibles para la carga útil y la tripulación (~4g) a lo largo de los 2050 km de recorrido. Por tanto, GATES es la base tecnológica no sólo del sistema energético, sino también de toda la optimización balística de la trayectoria StarRoad. Todo el complejo se excava mediante una flota totalmente robotizada de micro-TBM.
La potencia y el alcance
- Coste de una estación de 2.5 GW: $2.0–3.0 mil millones.
- El costo de las estaciones 40: $80–120 mil millones.
Esta evaluación se confirma por la frontera inferior de los costos de las GeoTECs rusas (según datos de Eturup alrededor de $650/kWt) y la frontera superior para proyectos complejos ($1,500/kWt).
La base del cálculo es la estimación superior de la potencia total de la GATES en 100 GW. La potencia real disponible puede ser evaluada sólo después de la exploración geológica y puede ser mucho menor, hasta unidades de gigavatios. En este caso, los fondos liberados se destinan a la construcción de fuentes alternativas de generación de energía.
Funciones ecológicas y regionales
StarRoad realiza un modelo de servicio ambiental activo. El proyecto es el mayor consumidor estacionario del mundo del atmosférico CO₂, que en estado supercrítico es un cuerpo de trabajo permanente en el sistema cerrado de la GATES. Millones de toneladas de CO2 se extraen del ciclo atmosférico y se encerran en una contorna tecnológica durante siglos. Esto convierte a StarRoad en una poderosa herramienta de ingeniería climática que compensa las emisiones de carbono de industrias enteras.
La GTMC no es solo un elemento del sistema de enfriamiento de la GATES, sino también una infraestructura transcontinental de doble uso que beneficia a la región:
- Regado. Las compuertas de salida permiten utilizar el agua del canal para regar las tierras agrícolas a lo largo de la ruta, convirtiendo las zonas secas en la cinta verde de África.
- Un complemento natural. El canal se reponen automáticamente a través de las frecuentes lluvias ecuatoriales.
- El flujo de gravedad. Debido a la inclinación natural de la zona (3400 m en el este → 0 m en el oeste), el agua se mueve por el canal solo sin bombas, proporcionando una circulación gratuita.
- Microsistema de energía nuclear. La descenso de las alturas a lo largo del canal permite colocar un cascado de micro-hidroeléctricas que producen energía renovable adicional para las redes locales y el autoabastecimiento.
Así, StarRoad se convierte no sólo en una plataforma de transporte, sino también en una plataforma agroenergética integrada en el desarrollo sostenible de la región.
La GATES y la red de centrales eléctricas proporcionan energía ecológica no solo al acelerador, sino también a las ciudades cercanas, las empresas industriales y las granjas.
Sistema de túneles laterales técnicos perpendiculares
Para asegurar la construcción, la ventilación, la reparación y la evacuación, se construyen a lo largo del trazado 40 túneles de transporte inclinados, aproximadamente uno cada 50 km (inclinación de 30° y sección elíptica de ~17.5 × 12.5 m). Se excavan con el mismo complejo tunelador utilizado para el túnel principal y conectan la superficie con la línea principal a profundidades de hasta 8 km.
- La logística. Proporciona un camino independiente de evacuación para el personal y el equipo en una parada de emergencia (Alarm-2). A diferencia de las minas verticales, el túnel inclinado permite utilizar una técnica automotriz para evacuar a decenas de personas en un vuelo.
- Seguridad. Proporcionan una segunda vía de evacuación independiente para el personal y la tripulación en caso de parada de emergencia (Alarm-2).
- Escalabilidad. Los túneles inclinados sirven de base para conectar las futuras líneas paralelas de StarRoad. De ellos pueden perforarse ramas horizontales hacia nuevos túneles de aceleración, convirtiendo la red de enfoques en un marco de transporte en constante crecimiento.
- La integración con la GATES. Bajo cada túnel inclinado, a la profundidad de los 10-20 m adicionales, pasan túneles colectores de la GATES para el congelación preliminar y la estabilización de la roca en la etapa de construcción y posterior generación de energía.
El complejo terminal terrestre
Cada túnel inclinado en la superficie termina con una terminal terrestre multifuncional. Cada una de las terminales 40 es un nodo independiente que incluye:
- Complejo de ventilación y limpieza de gas para mantener el régimen de aire en el túnel y eliminar el aire desechado.
- Base de construcción con plazas para almacenar, sobrecargar y almacenar temporalmente módulos, suelo y materiales de construcción.
- Corpus administrativo y familiar para la colocación del personal de turno (dispetcherías, salas de descanso, talleres, almacenes).
- Una central geotérmica y instalaciones de enfriamiento integradas en la red general de la GATES que utilizan y manejan el soporte de calor de los túneles colectores profundos.
- Estación de captura y tratamiento de CO₂ (DAC). Instalación de captura directa de dióxido de carbono de la atmósfera (Direct Air Capture). Cierra el ciclo de GATES: el CO₂ capturado se licua, se purifica y se envía a los túneles colectores profundos como fluido caloportador.
- Punto de conexión a las redes de energía y la comunicación externas (alimento de reserva, canal de banda ancha).
- Caminos de acceso (autopistas o ramas de ferrocarril) para la conexión con la red regional de transporte.
- Punto de evacuación (salida a la superficie), equipado con un punto de asistencia médica de emergencia y una plataforma de helicóptero.
Flexible en materia jurídica y ecológica
La geometría inclinada de los túneles técnicos permite situar los terminales de superficie fuera de las zonas protegidas (parques nacionales, reservas y cuencas de captación), incluso cuando la línea principal de StarRoad pasa a gran profundidad por debajo de ellas. Esto elimina el principal obstáculo jurídico para tender la línea bajo zonas de protección ambiental, ya que no es necesario construir infraestructura dentro de los límites de los parques. Cada terminal puede ubicarse en el terreno no protegido más cercano y conectarse al túnel mediante un pozo inclinado, lo que simplifica las autorizaciones, reduce la carga ambiental y elimina el riesgo de impacto directo sobre los ecosistemas protegidos.
Sistema de suministro de energía y almacenamiento de energía
El sistema de suministro de energía del acelerador StarRoad se construye como una red de tres niveles que proporciona:
- Reservación garantizada (rechazar los elementos únicos no conduce a la parada),
- La velocidad de entrega adaptativa (desde los segundos en el inicio hasta los microsegundos en el final),
- La longitud mínima de los cables de fuerza (reducción de pérdidas e inductividad).
Los niveles de la topología
Nivel 0: acumuladores primarios (terminals)
- 40 terminales, cada uno con un parque de acumuladores de gravedad, centrales eléctricas (micro-GEE en el canal) y baterías de iones de litio (BESS).
- Capacidad total para la terminal: ~5–9 GVt·h (todo ~360 GVt·h en la ruta).
- Entrega: corriente constante de alta tensión (hasta 100 kV) a través de cables maestrales en el túnel técnico.
Nivel 1: Controladores de segmento (segmentos de 50-km)
- La ruta está dividida en 41 segmentos (de 50 km; el último tramo también es de 50 km y llega hasta la esclusa).
- Cada segmento tiene un controlador de distribución principal que recibe energía de dos terminales vecinas (reservación intermitente).
- El controlador del segmento distribuye la energía por bloques de energía de kilómetro (por 1 km cada uno), sincronizando su trabajo.
Nivel 2: Bloques de energía de kilómetro
Cada kilómetro tiene un controlador local que:
- toma energía del controlador de segmento,
- maneja acúmulos de litio iones buffering (ubicados debajo de las paredes del túnel principal),
- gestiona conjuntos conmutables de bobinados conectados mediante volantes de inercia y supercondensadores (situados en nichos especiales detrás de las paredes del túnel).
Dos canales independientes del controlador de segmento a cada kilómetro de bloque aseguran la reservación.
Arquitectura de las vías de cable
- Cables troncales (nivel 0→1): se tienden por un túnel técnico de tres metros (túnel de servicio) que discurre paralelo al túnel principal a una distancia de 3 m.
- Distribución a lo largo de la ruta: desde cada terminal, los cables se extienden 50 km en ambas direcciones (100 km en total desde el terminal), solapando las zonas de servicio de los terminales vecinos. Así, cada segmento recibe alimentación de al menos dos terminales vecinos, lo que proporciona una redundancia del 100%.
- Entrada en el túnel principal: a través de cada 1 km, los cables se sacan del túnel técnico a través de las pasadizas de hermosura y se conectan al controlador del bloque de kilómetros.
- Distribución dentro del bloque: después del controlador, la alimentación se divide en dos trayectos paralelos:
- El tratado A: para las baterías de iones de litio buffer (capacidad ~0.5–1 GWh por bloque, para suavizar picos de segundos).
- El tramo B: a los conjuntos de envoltura que se cambian a través de maquetas (acumuladoras inercibles) e ionistores (supercondensadores) instalados detrás de las paredes del túnel.
Adaptación de las tasas de descarga de tres zonas
El perfil de propulsión de la transbordador se optimiza de tal manera que la potencia máxima por un conjunto de envolturas sea la mayor al principio (donde no se requieren impulsos súper cortos), y disminuya al final de la ruta. Esto permite utilizar diferentes tipos de acumuladores y equipos de comutación en diferentes zonas:
| Zona | Sección de ruta | Características del rendimiento | Tecnología de almacenamiento/interrupción | Razón |
|---|---|---|---|---|
| Zona I (baja velocidad) | 0 – 200 km | Segundo a milisegundos | Baterías de iones de litio + inversores IGBT estándar | El transbordador se mueve lentamente; el tiempo de tránsito de un kilómetro es >0.1 s. Es posible operar directamente desde el BESS sin búferes. |
| Zona II (velocidad media) | 200 – 1000 km | Millisegundos a microsegundos | Almacenamiento de iones de litio con búfer + volantes de inercia, inversores SiC | El transbordador gana velocidad; se requiere una conmutación más rápida, pero los volantes de inercia mecánicos siguen siendo admisibles. |
| Zona III (alta velocidad) | 1000 – 2000 km | Pulsos de microseconda | Supercondensadores (ionistores) + interruptores rápidos de tiristores (GTO/IGCT) | El tiempo de tránsito de un kilómetro desciende a 0.09 s. Solo los supercondensadores e ionistores con respuesta de nanosegundos pueden estabilizar el pulso. |
Lo que es importante: En la Zona III, la energía requerida es menor por kilómetro que en la Zona I (debido a la reducción de la aceleración), lo que reduce la carga en los elementos, a pesar de los mayores requisitos de velocidad de entrega.
Reserva y resistencia a los accidentes
- Duplicación de los controladores: cada controlador de segmento y de kilómetro tiene un reservo de calor (dos placas idénticas con alimentación independiente).
- Alimentos intercalados: Cada kilómetro de un bloque puede obtener energía no sólo de su controlador de segmento, sino también de sus vecinos (a través de cables de reserva en el túnel técnico).
- Redundancia local de los bobinados: cada bloque kilométrico dispone de tres conjuntos de bobinados independientes que se conmutan alternativamente. Si uno resulta dañado, los otros dos continúan funcionando, manteniendo la aceleración con menor eficiencia pero sin detenerse.
- Desactivación de emergencia: En caso de que se encuentre un cierre corto o un sobrecalentamiento, el controlador de kilómetro desconecta la alimentación de su bloque y lo aisla mediante puertas de corte intersectoriales, sin afectar a los bloques vecinos.
Realización material y conclusiones
| El elemento | El lugar de la ubicación | La función |
|---|---|---|
| Los acumuladores primarios | En la superficie (terminals) | Almacenamiento de energía a largo plazo (360 GW·h). |
| Cables de la carretera | El túnel técnico (3 m) | Transmisión de energía de los terminales a los segmentos con reserva. |
| Los controladores de segmentos | Nichos en el túnel principal (cada 50 km) | Distribución de energía por 10 Se trata de un bloque de kilómetros, sincronización. |
| Acumuladoras de litio iónicas buffera | Bajo las paredes del túnel principal | Aglutinando los picos de segundo en las zonas II. |
| Volantes de inercia | Más allá de las paredes del túnel (Zona II) | Un buffer para los pulsos de milisegundos. |
| Ionisadores (supercondensadores) | Más allá de las paredes del túnel (Zona III) | Estabilización de microsecondas, compensación de fallas. |
| Los controladores locales (kilómetro) | En las nichas cada 1 km | Control de cambios de envoltura, monitoreo de estado, control de buffers. |
| Enrolando el acelerador | La superficie interna del túnel | Crear un campo magnético corriente para desatar el transbordador. |
Ventajas de la arquitectura del suministro de energía
- Distribución de carga suave. La potencia máxima no se requiere al mismo tiempo en toda la longitud del túnel: en el principio los impulsos lentos, en el final los cortos, pero menos potentes.
- Redundancia en todos los niveles. El fallo de un terminal, un controlador o incluso de un segmento completo de 50-km no detiene el sistema: los terminales y segmentos vecinos compensan el déficit de energía.
- La flexibilidad de la escalación. La adición de nuevas líneas paralelas de StarRoad no requiere una reestructuración del sistema de energía basta con proliferar cables maestrales adicionales en el túnel técnico existente.
- Optimización de costes. Los supercondensadores y volantes de inercia, más caros, se utilizan solo donde realmente son necesarios (en los tramos finales), mientras que al comienzo de la ruta se emplean baterías de ion-litio más económicas.