Historia pistoletów kosmicznych od Izaaka Newtona do nazistów w Paryżu i projektu HARP

Wejście w kosmos to ciężka, kosztowna praca. Potrzeba dużo energii, aby wystrzelić rakietę i wyjść z atmosfery planety na orbitę o zerowej grawitacji. Metoda napędu, która nie wymaga 326,770 galonów ciekłego wodoru i 99 359 galonów ciekłego tlenu potrzebnych do wydobycia Saturna V z atmosfery, spowodowałaby, że wystrzelenie kosmosu byłoby znacznie bardziej przystępne dla NASA i prywatnych firm, takich jak SpaceX. Dlatego ludzie chcą budować kosmiczne pistolety. Właśnie dlatego ludzie chcieli budować broń kosmiczną przez prawie trzy wieki. To logiczne rozwiązanie problemu paliwa, które napędza rakiety i ciągnie je w dół.

Nie, nie mówimy o strzelarkach laserowych używanych do strzelania do wrogich statków obcych (choć brzmi to całkowicie epicko), ale mechanizmem startowym. Prawdziwy pistolet kosmiczny, w tradycyjnym sensie, jest bardziej jak działo używane do orbitowania pocisków ziemnych. Gdyby pomysł zadziałał, rakieta byłaby niepotrzebna, ponieważ statki kosmiczne mogłyby zostać wystrzelone przez atmosferę z prędkością.

„Brzmi świetnie”, mówisz. „Ale czy to naprawdę działa?”

Cóż, przez większość XX wieku ludzie próbowali stworzyć funkcjonalny pistolet kosmiczny i nikt jeszcze nie odniósł sukcesu. Oto krótka historia pistoletu kosmicznego i wszystkich tych daremnych wysiłków, by uruchomić kosmiczne rakiety.

1728: Izaak Newton Wynalazki Kosmiczny pistolet

W swojej książce Traktat o systemie świata, Newton omawia hipotetyczny scenariusz, w którym działo umieszczone na wysokiej górze może wystrzelić przedmioty w linię prostą, z dala od powierzchni ziemi, bez oporu powietrza. Eksperyment z kulą armatnią zasadniczo pokazuje, przy jakiej prędkości trzeba wystrzelić coś w powietrze, aby zobaczyć, jak spada z powrotem na Ziemię, dostać się na orbitę lub całkowicie opuścić grawitację planety i odejść w kosmos.

Oczywiście istnieją technologiczne ograniczenia w budowaniu takiego działa. Te ograniczenia będą grane nieco dłużej niż sto lat później…

1865: Jules Verne strzela do księżyca

W swojej powieści z ziemi na Księżyc, słynny pisarz science fiction opowiada historię o małym społeczeństwie miłośników broni i jego dążeniu do zbudowania kosmicznego pistoletu, aby wystrzelić ludzi na księżyc. Kosmosowe działo kosmiczne Verne'a ma prawie 900 stóp długości i 60 stóp szerokości, i chociaż rzeczywiście wystrzeliwuje trzech astronautów w kosmos przy użyciu około 400 000 funtów bawełny z pistoletu, ich losy pozostają nieznane (oczywiście do kontynuacji).

Książka była w istocie pierwszym przedstawieniem kosmicznego pistoletu - chociaż rosyjski naukowiec rakietowy Konstantin Ciołkowski napisał w 1903 roku artykuł, który określił, że realistyczny pistolet kosmiczny będzie działał niemożliwie długo i poddałby tych astronautów książce około 22 000 g przyspieszenia.

Innymi słowy, ci biedni astronauci natychmiast odparowaliby, nawet gdyby cholerna rzecz mogła zostać zbudowana.

1918: Niemcy uderzają w stratosferę z Paryża

Podczas I wojny światowej Niemcy wykorzystali zasady działa dalekiego zasięgu do zbudowania paryskiego pistoletu - groteskowo wielkiego działa, które mogło bombardować Paryż od około 75 mil. Muszle wystrzelone z tego wielkiego dupa były w stanie dotrzeć do stratosfery, po raz pierwszy obiekty stworzone przez człowieka mogły uczynić go tak wysokim. To byłoby wielkie osiągnięcie, gdyby celem nie było zabicie innych ludzi, ale hej - kamienie milowe to kamienie milowe.

Wadą takich możliwości było jednak to, że operatorzy paryskiego pistoletu musieli wziąć pod uwagę efekt Coriolisa (obrót Ziemi) w obliczeniach trajektorii.

Pod koniec I wojny światowej paryski pistolet został rozebrany i zniszczony przez niemieckich żołnierzy, aby zapobiec jego zdobyciu przez wojska alianckie, a broń ta została następnie zakazana przez traktat wersalski.

1944: The Nazis Fire the V-3 Supergun

Podczas II wojny światowej Hitler popchnął program znany jako broń V, który miał za zadanie zaatakować Wielką Brytanię w odpowiedzi na naloty bombowe na Niemcy. Trzecią z tych broni była armata V-3 o kryptonimie pompy wysokiego ciśnienia lub HDP.

Projekty wymagały użycia armaty o długości 65 stóp skierowanej bezpośrednio w Londyn. Hitler chciał zbudować 25 z tych maszyn śmierci, ale Królewskie Siły Powietrzne zdołały zbombardować obiekt, w którym powstały w lipcu 1944 roku. Dwa krótsze działa zostały zbudowane przez SS, a siły niemieckie zdołały wystrzelić pociski w mieście Luksemburga. Nie były skuteczne. Mniejsze V-3 zostały zdemontowane po wojnie i przewiezione do USA do dalszych testów, zanim zostały rzucone w 1948 roku.

1966: Projekt HARP Fires Away

Po II wojnie światowej wyścig kosmiczny zaczął się skupiać, a technologia kryjąca się za uruchomieniem rzeczy przeszła z artylerii w rakietę. W 1961 r. Stany Zjednoczone i Kanada wspólnie stworzyły projekt HARP (High Altitude Research Project), którego celem było stworzenie systemu nie-rakietowego, taniego systemu startowego.

HARP był w istocie kulminacją wieloletniej pracy Geralda Bulla, inżyniera balistyki, który był pionierem w strzelaniu samolotami z broni palnej. Bull i jego partnerzy zdołali przekonać amerykańską marynarkę wojenną do dostarczenia im nieużywanego 16-calowego pistoletu pancernego o kalibrze 50 i rozpoczęli pracę na lotnisku w Seawell Airport na Barbadosie. W 1966 r. Projekt przeniósł się do Yuma w Arizonie, gdzie broń (rozszerzona do 100 kalibrów) zdołała wystrzelić 400-funtowy pocisk Martlet 2 z prędkością 7000 stóp na sekundę.

Pocisk przeleciał krótko w kosmos, na wysokości 110 mil. To rekord pocisków wystrzeliwanych z pistoletu, który utrzymuje się do dziś.

Ograniczenia budżetowe wkrótce wymusiły anulowanie HARP. Bull powrócił do Highwater (z portem startowym Barbados również pod jego własnością), a on założył Space Research Corporation.

1985: Rozpoczyna się projekt SHARP

Rząd USA rozpoczął projekt badań nad wysokimi wysokościami (SHARP) w 1985 r. W Lawrence Livermore National Laboratory. Celem było wystrzelenie obiektów do atmosfery za pomocą dwustopniowego pistoletu na gaz lekki - co ostatecznie pomogłoby krajowi uzyskać satelity na orbitę.

Pistolet na gaz lekki działa na zasadzie próbnej wiatrówki z tłokiem sprężynowym - gdzie tłok wypycha gazowy płyn roboczy przez lufę, aby przyspieszyć pocisk w danym kierunku. W tym przypadku tłok jest faktycznie zasilany przez reakcję chemiczną, a płyn roboczy jest lżejszym gazem, takim jak hel lub wodór. Projekt SHARP rozpoczął się, gdy naukowiec o nazwisku John Hunter zdał sobie sprawę, że pistolet na gaz lekki byłby o wiele lepszy w wystrzeliwaniu pocisków z dużą prędkością niż elektromagnetyczna strzelba.

Prototyp zbudowano z powodzeniem w 1992 r. System o długości około 426 stóp mógł wystrzelić obiekt w około jednej trzeciej prędkości potrzebnej do uzyskania czegoś w kosmosie. Udane testy zaowocowały planami budowy Jules Verne Launcher, która mogłaby pochwalić się oszałamiającą beczką o długości 2,2 mili. Budowa takiego urządzenia kosztowałaby miliardy dolarów, a rząd był mniej niż entuzjastycznie nastawiony do przydzielania SHARP takich pieniędzy.

1988: Gerald Bull idzie do pracy dla Saddama

W międzyczasie, po zamknięciu HARP, Bull zainteresował się zabezpieczeniem pracy z innymi krajami za pośrednictwem swojego nowego kraju i zaczął pracować jako konsultant ds. Artylerii w latach 70-tych. Obejmowało to karę więzienia po tym, jak został skazany za nielegalne transakcje zbrojeniowe. Kiedy został zwolniony, przeniósł się do Brukseli i rozpoczął współpracę z Chinami, a zwłaszcza z Irakiem.

W 1988 r. Uznał, że nadszedł właściwy czas, aby zakończyć to, co zaczął dawno temu: zbudować działający pistolet kosmiczny. Udało mu się przekonać irackiego dyktatora Saddama Husseina do sfinansowania projektu Babylon, stworzenia działa o długości 511 stóp, zdolnego umieścić pocisk o masie 4400 funtów na orbicie.

Pierwszy prototyp był skromniejszy - miał 150 stóp długości i był w stanie wystrzelić obiekt na odległość 466 mil. Drugi budowany supergun „Wielki Babilon” miał być bliżej pierwotnej proponowanej długości. Jednak Bull został zamordowany w marcu 1990 r. (Prawdopodobnie przez izraelskich agentów Mosadu) i nigdy nie został ukończony.

2009: Rozpoczyna się prywatny wyścig pistoletów kosmicznych

John Hunter nigdy nie zrezygnował z celu budowy kosmicznego pistoletu. W 2009 roku założył firmę o nazwie Quicklaunch, aby zbudować pistolet o długości 3600 stóp, zanurzony głównie pod wodą, który wysadzałby obiekty w kosmos przy użyciu wodoru i metanu przy około 5000 Gs. Wyrzutnia ma na celu zastąpienie pierwszego etapu rakiety, zanim statek kosmiczny może użyć innego układu napędowego, aby resztę odległości oddalić od atmosfery planety. Firma szacuje, że premiery wyniosą około 1100 USD za kilogram (cztery razy mniej niż uruchomienie SpaceX Falcon 9 i 13 razy mniej niż uruchomienie NAS V Atlas).

Jednak Hunter opuścił Quicklaunch w 2012 r., A firma wygląda na uśpioną od tego czasu.

Podsumowując: Prawie 300 lat po tym, jak Newton po raz pierwszy opracował koncepcję kosmicznego pistoletu, nie mamy pistoletu kosmicznego.