Bagaimana cara kerjanya
Siklus operasi
Bagaimana StarRoad mulai dari persiapan peluncuran melalui operasi orbit, pendaratan dan layanan.
PersiapanRuang peluncuranPersiapan wahana, akselerator, airlock, dan levitasi magnetik.Buka tahap
Shuttle bermuatan ditempatkan di ruang peluncuran dekat Batanga. Sistem onboard shuttle diuji terlebih dahulu, kemudian sistem akselerator. Selanjutnya dilakukan uji pra-peluncuran gerbang gas-dinamis. Superkonduktor onboard diberi energi, levitasi magnetik diaktifkan dan diperiksa, dan terowongan berada dalam kondisi vakum. Atas perintah, suplai energi berdenyut ke segmen awal akselerator dimulai.
AkselerasiTerowongan maglev vakumAkselerasi hingga ~11 km/s dengan transisi dari 4g ke gerak inersial.Buka tahap
- 0–330 km. Percepatan panjang awal ~4g. Bagian energi yang signifikan dari pada levitasi dan mengatasi gravitasi.
- 330–~1800 km (bagian menurun kurva S). Percepatan longitudinal turun secara halus dari 4g awal hingga 0. Shuttle melewati lengkungan bawah tanah dan mengalami beban hingga ~4g. Lintasannya distabilkan oleh elemen elektromagnetik di sekelilingnya.
- ~1800–2050 km (bagian menaik kurva S). Percepatan turun hingga nol saat mendekati gerbang. Shuttle meluncur secara inersial pada ~11 km/s selama 50 km terakhir.
AirlockTransisi vakum → atmosferAktivasi berurutan penghalang gas-dinamik dan penutup mekanis.Buka tahap
Berkat titik keluar yang tinggi, shuttle mencapai ketinggian >10 km di atas permukaan laut hanya sekitar ~30 km dari gerbang, sehingga dampak gelombang kejut pada wilayah sekitar diminimalkan. Sabuk gerbang gas-dinamis diuji satu menit sebelum peluncuran shuttle tanpa membuka gerbang mekanis. Setelah shuttle menempuh 45% lintasan terowongan, udara bertekanan yang dikumpulkan oleh pompa pada bagian akhir terowongan selama proses vakum dialirkan melalui sabuk gerbang sebagai aliran supersonik. Sekitar ~10 detik sebelum shuttle tiba, hidrogen dipasok dan sistem penghalang gas-dinamis diaktifkan penuh dalam mode pembakaran, membentuk aliran supersonik kerucut yang stabil dari gas panas yang terionisasi sebagian. 3 detik setelah sabuk berhasil diaktifkan dan kerucut gradien-penghalang panas terbentuk, gerbang mekanis dibuka.
Hal ini juga mencegah hilangnya vakum di terowongan dan memperlembutkan shock termal awal. Dalam milisekund, pesawat ulang-alik melewati daerah yang siap dari gas langka dan dipanaskan. Teknologi kunci ini mengubah profil waktu dari beban aerodinamis awal, menghilangkan front shock ultra pendek selama transisi antara media.
Penghalang gas-dinamis tidak mengurangi gaya aerodinamis total, tetapi memperpanjang beban kejut dari rentang mikrodetik ke rentang milidetik, sehingga secara signifikan menurunkan tegangan lokal, getaran, dan kejutan termal pada struktur shuttle.
Gerbang mekanik ditutup segera setelah shuttle melewati, setelah itu sabuk jet ditutup tanpa penundaan.
AtmosferMenembus lapisan padatSegmen atmosfer balistik dengan beban maksimum pada detik-detik awal.Buka tahap
Shuttle mengikuti lintasan balistik dan menggunakan massa inersial serta strukturnya yang kokoh untuk menembus lapisan atmosfer yang padat. Beban termal dan dinamis puncak terjadi selama 10–20 detik pertama.
Penjelasan prinsip. Setelah meninggalkan zona penghalang gas-dinamis, shuttle segera berinteraksi dengan atmosfer normal pada ketinggian yang ditentukan (~3400 m). Semua perhitungan lintasan, aliran panas, dan beban lebih didasarkan pada interaksi aerodinamis penuh dengan atmosfer, tanpa mengasumsikan adanya “perisai gas”, “kanal”, atau volume renggang yang menyertai shuttle.
OrbitKeluar ke ruang angkasa dan operasi orbitPembuangan panas, koreksi lintasan, dan penyebaran muatan.Buka tahap
Setelah keluar dari atmosfer, radiator dibentangkan untuk membuang panas. Shuttle kemudian mengaktifkan pendorong plasma elektromagnetik onboard untuk koreksi lintasan halus dan masuk ke orbit target, sering kali langsung melampaui GEO atau menuju titik Lagrange. Muatan kemudian dikerahkan. Dalam konfigurasi AstroLiner-S, penyisipan akhir dan koreksi orbit dilakukan oleh sistem propulsi kimia.
KembaliKeluar dari orbitPengereman dan koreksi lintasan sesuai versi wahana.Buka tahap
Dalam fungsi penuh AstroLiner, deorbit dilakukan dengan thrusters plasma elektromagnetik. Dalam konfigurasi AstroLiner-S, rem deorbit, koreksi dan manoeuvres akhir dilakukan oleh sistem propulsi kimia.
PendaratanPendaratan di lautPengereman dengan parasut, pendaratan di air, dan transisi ke mode laut.Buka tahap
Di atas Samudra Atlantik dekat Gabon, sistem parasut pengerem dikerahkan untuk mengurangi kecepatan. Shuttle mendarat di air dengan sudut serang kecil pada bagian bawah yang diperkuat, yang dirancang menahan kontak antara permukaan panas dan air dingin. Setelah splashdown, baling-baling atau waterjet dikerahkan.
PemeliharaanPenarikan dan persiapan untuk penerbangan berikutnyaKembali ke pelabuhan, inspeksi, perbaikan perlindungan termal, dan pemeliharaan terjadwal.Buka tahap
Mesin shuttle sendiri yang ditenagai reaktor onboard, atau kapal tunda siaga jika sistem shuttle mengalami kegagalan, membawa wahana kembali ke kompleks pelabuhan untuk inspeksi, pemeliharaan, perbaikan perlindungan termal, dan persiapan penerbangan berikutnya. Dalam konfigurasi AstroLiner-S, perjalanan kembali ke pelabuhan ditenagai baterai, unit daya tambahan, atau kapal tunda siaga.
Logika keluar langsung
StarRoad tidak dirancang sekitar kebutuhan untuk tetap berada di orbit rendah Bumi. Ide inti adalah menggunakan energi kinetik awal untuk mengirim kargo langsung ke orbit energi tinggi dan titik Lagrange, mengurangi kebutuhan untuk rantai bahan bakar, tarikan dan peluncuran roket ganda.
Pada tahap awal StarRoad, dan sebagai konfigurasi dasar, teknologi yang disederhanakan dan lebih konservatif dalam pengoperasian, dipertimbangkan untuk menggunakan versi awal dari wahana AstroLiner-S (Simplified / Start).
Modifikasi ini merupakan versi AstroLiner yang fungsinya lengkap, namun energi dan sistemnya disederhanakan, yang dirancang untuk operasi awal dari jalur, kargo awal dan peluncuran berpilot, dan untuk mengurangi risiko teknologi, eksploitasi dan regulasi sistem secara bertahap.
Ide utama AstroLiner-S
AstroLiner-S menerapkan paradigma dasar StarRoad—melintasi atmosfer dengan inersia—tanpa menggunakan sumber energi nuklir atau termonuklir onboard dan dengan tetap mempertahankan sepenuhnya karakteristik massa serta dimensi peluncuran versi utama.
Semua operasi ekstrim energi (pembongkaran, levitasi, stabilisasi di terowongan) sepenuhnya dibawa ke infrastruktur darat.
Rantai AstroLiner-S adalah:
- dengan kendaraan otonom,
- yang sangat banyak sekali sekali,
- yang mampu untuk keluar ke orbit sendiri, turun dari orbit dan kembali,
- Tapi hanya menggunakan tekanan kimia di luar terowongan,
- yang tidak mengandung sumber radiasi ionisasi bertenaga tinggi di dalam pesawat.
Energi dan sistem superkonduktor
Di konfigurasi AstroLiner-S sepenuhnya dihapus:
- pembangkit listrik tenaga nuklir dan termoderatis,
- risiko radiasi, panas dan kecelakaan yang terkait dengan mereka,
- skenario pencemaran terowongan dan bagian-bagian gerbang yang tidak dapat dibalikkan.
Unsur-untaian levitasi, stabilisasi dan interaksi dengan lintasan:
- dipanaskan listrik sebelum start,
- ditransfer ke mode permanen,
- Mereka terisolasi dari satu sama lain dan dikendalikan oleh sistem pesawat.
Pemanasan elektronik di atas kapal, sistem pengendalian dan perlindungan dilakukan dengan menggunakan baterai dan pendingin inersia (mahovik), yang dihitung untuk siklus penuh pengeboran terowongan dengan cadangan waktu.
Pengendalian aktif dari kontur superkonduktif dalam proses pengeboran terbatas pada arus koreksi kecil dan mode kecelakaan, yang menghilangkan kebutuhan untuk sumber energi yang terus-menerus pada pesawat.
Dalam mode orbit sebagai sumber energi aktif digunakan panel surya lipat.
Pemasangan motor di luar terowongan
Semua operasi orbit AstroLiner-S dilakukan menggunakan tarikan kimia.
Selok dilengkapi dengan:
- mesin kimia marching tarikan menengah (kelas LOX/LH₂ atau LOX/LCH₄),
- sistem penargetan dan pengendalian kecelakaan (RCS) yang diduplikasi .
Pemasangan mesin dapat:
- membawa ke orbit sasaran setelah keluar dari atmosfer,
- koreksi parameter orbit,
- Turun dari orbit,
- masuk ke atmosfer dan kembali.
Penolakan dari mesin listrik reaktif dan magnetoplasma dalam versi ini disebabkan oleh kurangnya sumber listrik yang kuat di atas kapal dan tidak dianggap sebagai pembatasan arsitektur sistem secara keseluruhan.
Kembali dan dapat digunakan ulang
AstroLiner-S mampu:
- terjun dari orbit secara otonom,
- penarikan udara yang terkontrol,
- perencanaan aerodinamis,
- mendarat di lautan menggunakan sayap dan sistem parachute-parafoil.
Tidak adanya reaktor sangat memudahkan:
- pelayaran laut,
- layanan reguler,
- memulihkan kembali mesin setelah penempatan luar biasa.
Peran AstroLiner-S dalam pengembangan StarRoad
AstroLiner-S dianggap sebagai:
- versi seri pertama dari StarRoad,
- platform untuk mengumpulkan statistik peluncuran dan kegagalan,
- sarana untuk mengoperasikan sistem lebih awal,
- transportasi dasar untuk infrastruktur orbital awal.
Seiring perkembangan proyek, munculnya sumber daya kompak dan pengalaman operasional, AstroLiner-S dapat secara evolusional ditambahkan atau digantikan oleh versi penuh fungsi AstroLiner, dilengkapi dengan mesin energi dan mesin plasma elektromagnetik.
AstroLiner-S bukan kompromi, tapi tingkat awal sistem yang logis yang memungkinkan StarRoad beroperasi lebih cepat, lebih aman dan dengan risiko sistem yang lebih rendah, tanpa mengubah arsitektur dasar dari jalan raya.