Space Runways

우주 활주로(스카이포트, 초고속 착륙 궤도, LEO 포획기 또는 포획 튜브라고도 함)는 우주 접근을 쉽게 해 주는 인프라의 한 유형이다. 행성이나 위성 주위의 저궤도에 있는 전도성 리본, 봉 또는 튜브의 형태다. 소형 우주 활주로는 길이가 수백 킬로미터에 이른다. 더 발전된 시스템에서는 우주 활주로가 행성 주위의 연속적인 고리로 확장되어 사실상 궤도 링(Orbital ring)이 된다.

설명

우주 활주로의 기본 원리는 궤도 고도와 궤도 속도 둘 다에 도달하는 것보다 궤도 고도만 도달하는 것이 훨씬 쉽다는 데 있다. 우주선이 일시적으로라도 궤도 고도까지 상승하면 우주 활주로와 도킹한 다음 (선형 와전류 제동 효과를 사용하여) 궤도 속도까지 가속될 수 있다. 이는 우주 발사에 필요한 델타-v 요구량을 크게 줄인다: 예를 들어, 일반적으로 약 9 km/s의 델타-v가 필요한 발사는 우주 활주로를 사용하면 약 2 km만 필요하다. 이는 완전히 재사용 가능한 단일 단계 궤도 진입 우주선을 훨씬 쉽게 실현하게 해 저렴하고 편리한 우주 여행을 가능하게 한다.

우주선이 우주 활주로와 도킹하는 방식은 활주로의 설계에 따라 다르다. 리본 또는 봉 모양의 활주로의 경우 우주선은 관형 또는 U자형 구조를 사용하여 활주로를 둘러싼다. 관형 활주로의 경우 우주선은 활주로 내부로 진입하여 진공 열차와 유사하게 그 안에서 가속된다.

우주 활주로는 행성 주위에 연속적인 고리를 형성할 때까지 확장될 수 있으며, 이는 궤도 링 구조의 한 형태다. 고리의 장력을 유지하려고 고리의 전부 또는 일부가 궤도 속도보다 빠르게 회전할 수 있으며, 이는 구조물에 외향 압력을 가하여 그 위치를 유지한다. 자기 부상을 사용하면 궤도 구성 요소로부터 정지 고리를 매달 수 있으며, 자기 부상을 통해 유지되는 스카이후크를 고리에서 표면까지 매달 수 있다. 이렇게 하면 엘리베이터형 차량이 전기 모터로 고리까지 올라갈 수 있어 지표-궤도 운송이 훨씬 더 효율적이 된다.

우주 활주로는 우주선을 궤도로 발사하는 것을 돕는 데만 국한되지 않는다. 우주선이 활주로를 따라 스스로 추진할 수 있도록 하는 설계 수정을 통해 가속 궤도로도 사용될 수 있으며, 우주선의 속도를 더 높여 인근 위성, 라그랑주 점 또는 다른 행성으로 향하는 궤적으로 보낼 수 있다. 가장 큰 우주 활주로(연속적인 고리를 형성하는 것들)는 우주선을 성간 여행에 충분한 속도까지 가속할 수 있다. 우주선을 궤도 속도 이하로 감속시킴으로써 착륙을 보조할 수도 있다. 또한 우주 활주로는 위성을 부착하는 기반으로 사용되고 세계 전역에 데이터 광섬유를 통해 및 에너지(초전도 전선을 통해)를 전송하는 수단으로 쓸 수 있다.

유사한 발사 시스템과 비교하여 우주 활주로는:

• 빈스토크, 궤도 링 동적 및 정적 모두 또는 로프스트롬 루프보다 작아서 건설하기 더 쉽다.
• 순수하게 궤도를 도는 구조물이므로 빈스토크나 스카이후크만큼 인장 응력을 받는 정도가 작다.
• 능동적 지지에 의존하지 않아 잠재적인 고장 메커니즘 하나가 제거된다.
• 점진적으로 건설될 수 있으며, 짧은 활주로로 시작하여 점차 길어지고 운송할 수 있는 화물의 범위가 증가해 결국 완전한 고리를 형성한다
• 표면에서 건설될 수 없으며, 로프스트롬 루프, 우주 분수 또는 발사 램프와 달리 구성 요소를 우주로 발사하거나 우주에서 건설해야 한다.
• 완전한 고리가 아니라면 빈스토크, 로프스트롬 루프 또는 우주 분수와 달리 우주선을 궤도 고도까지 발사하는 데 도움을 주지 않는다.
• 완전한 고리가 아니라면 우주선이 훨씬 높은 속도(일반적으로 수 km/s 이상)로 이동하는 구조물과 정밀하게 도킹해야 한다. 현대 기술이 이를 안전하고 신뢰할 수 있는 과정으로 만들지만, 잠재적인 충돌에 대한 두려움은 특정 정치체에서 우주 활주로의 사용을 방해한다.

건설

현대 우주 활주로는 끝에서 연결된 많은 개별 단위로 구성되어 있어 모듈식 건설이 가능하다. 이들은 구성에 인공 근육을 포함하고 있어 소형 스풀로 궤도에 발사된 다음 스스로 펼쳐져 선형 활주로를 형성할 수 있다. 미세 운석과 우주 쓰레기로 인한 손상을 처리하기 위해 자가 수리 기능도 일반적이다. 단위에는 또한 기능에 필요한 무선 안테나, 광섬유, 초전도 전선, 태양광 패널, 컴퓨트로늄 및 기타 기능이 포함된다. 이러한 추가 기능의 배치는 설계에 따라 다르다: 튜브 설계는 튜브의 외부 표면 어디에나 부착할 수 있지만, 리본 또는 봉 설계는 하부 표면이나 끝에 부착해야 한다(우주 활주로를 사용하는 우주선을 방해하지 않기 위해). 바이오이스트 정치체, 예를 들어 조이픽 생명정치체(Zoeific Biopolity)의 우주 활주로는 생물학적 구성 요소로 만들어진다. 예를 들어 인공 근육 대신 생물학적 근육, 광섬유 대신 잎을 쓴다.

유지보수

우주 활주로는 우주선을 가속할 때마다 자체 속도의 일부를 잃는다. 반대로 우주선을 감속할 때는 일부 속도를 회복한다. 이러한 차이를 보상하고 조석력도 보상하려고, 우주 활주로는 고효율 추진 시스템(일반적으로 태양 에너지로 구동)을 사용하여 궤도 속도를 유지한다. 자기장이 있는 세계 주변의 우주 활주로는 전기역학적 추진을 쓸 수 있으며, 자기장이 없는 세계 주변의 활주로는 대신 이온 추진을 쓴다. 연속적인 고리를 형성하는 우주 활주로는 부착된 스카이훅의 모터를 통해 추진될 수 있다.

역사

최초의 우주 활주로는 지구 주변에 2세기 A.T에 건설되었다. 이러한 초기 활주로는 중량물 발사 로켓으로 건설되었으며, 활주로에 탑재물을 전달할 때도 로켓을 썼다. 목성과 토성 주변에도 유사한 활주로 건설 계획도 진행 중이었다: 이들 행성은 우주 활주로 운영을 용이하게 하는 강한 자기장을 갖추고 있었고, 깊은 중력 우물은 그러한 인프라가 필요하게 만들었다. 그러나 이러한 계획은 테크노칼립스(Technocalypse)로 중단되었고, 그 여파로 지구 주변의 활주로들도 파괴되었다.

그 이후 우주 활주로는 여러 우주 인프라 중 하나로 테라젠 문명 전역에서 쓰여 왔다. 이들은 회전이 느리거나 고체 표면이 없는 세계 주변에서 특히 유용하며, 그러한 곳에서는 빈스톡이 비실용적이거나 완전히 불가능할 것이다. 현대의 우주 활주로는 달이나 소행성 물질, 또는 질량 가속기를 사용하여 표면에서 발사된 물질로 건설된다. 미완성 형태에서는 섬세한 화물용 준궤도 우주왕복선(일반적으로 활주로 자체와 도킹하기보다는 우주 활주로에 수송 캡슐을 전달함)이나 견고한 화물용 동일 질량 가속기로 서비스된다.