Jednostupnové vesmírné lodě

Konstantin Eduardovič Ciolkovskij objevil vztah mezi konstrukčními parametry rakety a maximální rychlostí, které je taková raketa schopná dosáhnout. A tento vztah říká: "Rozdíl mezi počáteční a konečnou rychlostí rakety je roven násobku efektivní výtokové rychlosti zplodin a přirozeného logaritmu podílu počáteční a konečné hmotnosti rakety." což zjednodušeně znamená: rychlost rakety bude tím vyšší čím větší bude rozdíl mezi vzletovou a konečnou hmotností.

No a jelikož je tento vztah nespochybnitelný musíme ho nějak obejít.

Samozřejmě první myšlenka, která člověka napadne, je: "Chtělo by to lepší palivo."

O SSTO se začalo uvažovat až v šedesátých letech minulého století. Tehdy se totiž objevily první skutečně použitelné kyslíko-vodíkové motory. Neuvěřitelná kombinace, tento pohon měl neuvěřitelný výkon. Výpočty ukazovaly, že by nové efektivní palivo dokázalo vynést na oběžnou dráhu i jednostupňovou raketu. V USA a SSSR začaly vznikat návrhy raketoplánů a raket které by se vcelku dostali na orbitu a zpět.

Ovšem kapalný vodík není tak úžasný jak by se mohlo zdát. Nejenže teplota varu kapalného vodíku je -253 °C, ale navíc je vodík v plynném i kapalném stavu dobrým vodičem tepla. Když k tomu připočtete jeho nízkou hustotu (má asi 1/7 hustoty leteckého petroleje), zjistíte, že jste si odstraněním jednoho problému zadělali na další, a mnohem větší. Protože budeme potřebovat obrovskou nádrž kvůli malé hustotě vodíku, na tuto nádrž monstrózní tepelný štít ovšem to nejsou všechny potíže vodík kvůli velmi nízkému bodu varu potřebuje speciální nádrž která jej ochrání před okolními teplotami. Tyto nádrže jsou desetkrát těžší než obyčejné.

Take hledáme novou variantu, pochopitelným by bylo použití kapalného amoniaku (čpavku), který dává s kyslíkem podobné výkony jako kapalný vodík, a jeho bod varu je -33,3 °C, což je rozhodně snesitelnější teplota. Hustotou v kapalném stavu (0,682 g/ cm3) se navíc poměrně blíží leteckému petroleji (0,78- 0,81g/cm3). Jenže i on má své problémy. Nejenže hoří, ale je to žíravina a nebezpečný jed, který se snadno rozpouští ve vodě. Dokud byl používán jen v experimentálním raketoplánu X-15, nějak se to sneslo. Obsluha sice musela mít protichemické obleky, v zásadě však hrozilo nebezpečí jen v nejbližším okolí.Výbuch pořádné nosné rakety by ale mohl mít stejné účinky jako vypuknutí chemické války.

No ještě je spoustu možných i nemožných variant, ale teď bych vám rád představil můj návrh vesmírné lodě.

Jaderný raketový pohon je dle mně řešení našeho problému vydává ještě větší výkon než kapalný vodík a kyslík, například zatím nejvýkonější jaderný motor vyvynul tah jedné třetiny celého prvního stupě rakety Saturn V. Ovšem to není vše tento motor totiž nepotřebuje kapalný kyslík čímž ušetříme spoustu hmotnosti. Tento SSTO by nás na orbitu dostal ale, neměl by nijak zázračnou nosnost, podle mých odhad by vynesl na orbitu sám sebe několik kosmonautů a párset kilogramů nákladu. Ale to přece není dostačující, proto mně napadá proč prvních třicet kilometrů používat vodík když je všude okolo vzduch. Proudový a raketový jaderný pohon jsou téměř stejné až na to že v raketovém motoru expanduje palivo a v proudovém vzduch. Proto jsem se rozhodl ž prvních třicet kilometrů bude náš raketoplán letět jako letadlo s jadernými proudový poté přestane do motoru proudit vodík nabereme rychlost a vyletíme zbývajících 70km. Díky tomuto řešení by jednostupňové rakety mohli mít nosnost klidně několik tun na LEO a nejspíš by byli schopny vyletět i na GTO.