ฉันคิดว่ามันปลอดภัยที่จะบอกว่าการสื่อสารควอนตัมระหว่างดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดินควรเป็นไปได้ สัญญาณแสงได้ถูกส่งไป แล้ว 144 กม. ทางอากาศระหว่างสถานีภาคพื้นดินที่ระดับน้ำทะเล ไม่นานมานี้ มีการสื่อสารด้วยควอนตัมระหว่างเครื่องบินที่กำลังบินอยู่และสถานีภาคพื้นดินที่อยู่ห่างออกไป 20 กม.
แม้ว่าการสื่อสารด้วยควอนตัมจะถูกส่งในระยะทางที่ใกล้เคียงกันผ่านใยแก้วนำแสง
ไม่น่าเป็นไปได้
ที่โฟตอนเดี่ยวที่เปราะบางซึ่งใช้ในขีปนาวุธดังกล่าวจะรอดพ้นจากการข้ามมหาสมุทรโดยไม่ได้รับบาดเจ็บ ดังนั้น หากเทคโนโลยี เช่น การเข้ารหัสการกระจายคีย์ควอนตัม สามารถนำไปใช้ได้จริง ดาวเทียมจะต้องเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ดังนั้น ขั้นตอนต่อไปคือการส่งชุดอุปกรณ์สื่อสารควอนตัมขึ้นสู่อวกาศ
และวิธีที่ถูกที่สุดในการทำเช่นนี้คือการติดแท็กบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งโคจรอยู่สูงประมาณ 400 กม. เหนือพื้นผิวโลก แม้ว่าระยะทางนี้จะไกลกว่า 144 กม. มาก สำหรับระยะทางส่วนใหญ่บรรยากาศจะเบาบางมาก ดังนั้นจึงมีโอกาสน้อยที่จะรบกวนการสื่อสารควอนตัมมากกว่าอากาศที่ระดับน้ำทะเล
นักวิจัยชั้นนำได้ทำข้อเสนอหลายอย่างเพื่อรับการทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ แต่สิ่งเหล่านี้ถูกปฏิเสธ ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงาน ได้รวบรวมข้อเสนอใหม่ที่มีความบิดเบี้ยว ไม่เหมือนกับแผนก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณควอนตัมจากอวกาศสู่ภาคพื้นดิน ทีมงานต้องการส่งสัญญาณขึ้นสู่อวกาศ
ข้อดีที่สำคัญของวิธีการนี้ พวกเขาให้เหตุผลว่า จะต้องส่งอุปกรณ์เพียงเล็กน้อยไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่ผ่านการรับรองสำหรับใช้ในอวกาศแล้ว สิ่งนี้ไม่เหมือนกับเครื่องส่งสัญญาณควอนตัม ซึ่งจำเป็นต้องมีคุณสมบัติและการยิงเลเซอร์ คริสตัล และอุปกรณ์อื่นๆ
ข้อเสนอก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่การส่งสัญญาณจากอวกาศสู่พื้นเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ม่านอาบน้ำ ซึ่งกล่าวว่า “สามารถสังเกตได้จากการมองผ่านม่านอาบน้ำโปร่งใสขณะอาบน้ำ มุมมองจากภายในสู่ภายนอก (จากหลังม่านอาบน้ำ) จะพร่ามัวมาก ในขณะที่มุมมองจากภายนอก
เข้ามา
(จากระยะไม่กี่เมตรจากม่านอาบน้ำ) จะค่อนข้างชัดเจน” ผลที่สุดของสิ่งนี้คือสัญญาณที่ลดลงพบการหยุดชะงักน้อยกว่าสัญญาณที่สูงขึ้นที่เหมือนกัน และสิ่งนี้สำคัญมากเพราะโฟตอนเดียวที่นำข้อมูลควอนตัมไม่สามารถอยู่รอดได้จากการกระแทกระหว่างทาง แต่ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานโต้แย้งว่า
การรวมการกำหนดค่าแอโรไดนามิกที่คมชัดของการบินเหนือเสียงเข้ากับเครื่องบินหมายถึงการนำกระบวนทัศน์การออกแบบใหม่ทั้งหมดมาใช้ แทนที่จะต่อสู้กับคลื่นกระแทก เราจำเป็นต้องใช้มันให้เกิดประโยชน์สูงสุด การออกแบบที่มีแนวโน้มดีมากอย่างหนึ่งคือเวฟไรเดอร์แอร์ฟอยล์
ซึ่งจริงๆ แล้วขี่บนคลื่นกระแทกของมันเองเพื่อการบินที่มีประสิทธิภาพสูง เช่นเดียวกับสิ่งเหนือเสียงส่วนใหญ่ ไม่ใช่แนวคิดใหม่ เสนอครั้งแรก ในปี 1957 รูปทรง มาจากกระบวนการ “ผกผัน”: ระบุคลื่นกระแทกก่อน จากนั้นจึงระบุยานพาหนะที่มีแรงกระแทกนั้น มีการคำนวณ สิ่งนี้แตกต่างอย่างมาก
กับการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ส่วนใหญ่ ซึ่งเริ่มต้นด้วยตัวรถแล้วกำหนดการไหลของอากาศ
ที่มหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ เราได้ออกแบบส่วนปีกและลำตัวของเวฟไรเดอร์ที่มีการยกสูงมาก ลากต่ำ และมีปริมาณมากสำหรับการบรรทุกน้ำหนักบรรทุกและเชื้อเพลิง อีกทั้งรูปทรงยังเข้ากับระบบเครื่องยนต์ได้
เป็นอย่างดี
การออกแบบที่ทันสมัยเหล่านี้ ซึ่งมีตั้งแต่ขีปนาวุธไปจนถึงเครื่องยิงอวกาศ ได้รับการทดสอบในอุโมงค์ลมและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ บริษัท ในรัฐเทนเนสซีได้ทำการบินเวฟไรเดอร์ขนาดเล็กที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุด้วยความเร็วต่ำ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ายานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียง
สามารถบินขึ้นและลงจอดได้ อีกบริษัทหนึ่งในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเครื่องมือคอมพิวเตอร์ที่มีรายละเอียด ซึ่งสามารถใช้ในการออกแบบยานที่มีความเร็วเหนือเสียงได้อย่างสมบูรณ์ ใช้รูปทรงเวฟไรเดอร์ขั้นสูงในรูปแบบที่มีแนวโน้มดีอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าแนวคิดการเลี้ยวเข้าด้านใน
ซึ่งคล้ายกับหัวฉีดจรวดที่บินถอยหลัง การแข่งขันในพายุเฮอริเคนอย่างไรก็ตาม บางทีความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงก็คือเครื่องยนต์หายใจด้วยอากาศความเร็วสูง ที่ความเร็วประมาณ 3 มัค เครื่องบินสามารถบินได้ด้วยเครื่องยนต์ แบบเดิม ซึ่งมีส่วนประกอบพื้นฐาน 5 ส่วน
ได้แก่ ช่องอากาศเข้า คอมเพรสเซอร์ที่ดูดอากาศเข้าและเพิ่มแรงดัน เตาเผาที่เชื้อเพลิงถูกฉีดและเผาไหม้ กังหันที่ลมร้อนไหลผ่านฟองอากาศขนาดเล็กที่ให้พลังงานแก่คอมเพรสเซอร์ และหัวฉีดซึ่งไอเสียจะขยายตัวเพื่อให้แรงขับ ปรากฎว่าไม่จำเป็นต้องใช้คอมเพรสเซอร์ที่ความเร็วเหนือเสียง
เพราะอากาศเข้าสู่เครื่องยนต์เร็วพอด้วยตัวของมันเอง และไม่มีคอมเพรสเซอร์ ก็ไม่จำเป็นต้องใช้กังหัน เครื่องยนต์ที่ไม่มีคอมเพรสเซอร์หรือกังหันประกอบด้วยทางเข้า ตัวเผาไหม้ และหัวฉีด และเรียกว่า แรมเจ็ท ทำงานที่ความเร็วเหนือเสียงต่ำเท่านั้น เมื่อเลขมัคเพิ่มขึ้น อุณหภูมิภายในเครื่องยนต์ที่สูงขึ้น
ซึ่งเป็นผลมาจากการไหลของอากาศที่ช้าลงจะลดประสิทธิภาพการเผาไหม้และทำให้เกิดแรงขับ เครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มเป็นพิเศษสำหรับการบินด้วยความเร็วสูงคือ แรมเจ็ตสันดาปเหนือเสียงหรือสแครมเจ็ท ซึ่งได้ชื่อนี้เนื่องจากการไหลเข้าสู่เครื่องยนต์ด้วยความเร็วเหนือเสียงและยังคงเป็นความเร็ว
เหนือเสียงตลอดกระบวนการเผาไหม้ สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์แรมเจ็ททั่วไปที่การไหลช้าลงหลังจากเข้าสู่เครื่องยนต์เพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการเผาไหม้ ปัญหาในการใช้สแครมเจ็ตคืออากาศจะไหลผ่านเครื่องยนต์ทั้งหมดในเวลาไม่กี่พันวินาที ดังนั้นการเผาไหม้เชื้อเพลิงจึงเปรียบได้
