Aby dostać coś teraz w kosmos, potrzebujesz rakiety. Ale co, jeśli możesz zamiast tego zerwać z rakietą i nadal przenieść ładunek w kosmos za mniej niż 1000 USD za funt? Brzmi jak umowa, prawda.
Według dr Johna Huntera, fizyka z Lawrence Livermore National Laboratory i prezes firmy Quicklaunch, Inc., użycie armaty napędzanej wodorem może być biletem na tani dostęp do kosmosu. Zgadza się, platforma „kosmicznego pistoletu” do wprowadzania satelitów, paliwa i innych materiałów w kosmos może być kolejną wielką rzeczą w technologii kosmicznej.
Możesz powiedzieć: „Pistolet do strzelania w kosmos? To brzmi jak coś z Julesa Verne'a! ” I miałbyś rację: w „Z Ziemi na Księżyc” Verne'a gigantyczne działo o nazwie Kolumbiada zostało wykorzystane do napędzenia Księżyca trzech bohaterów tej historii.
„Jules Verne miał rację, musiał po prostu wybrać właściwy płyn” - powiedział Hunter w Google Techtalk, umieszczonym poniżej.
Rakiety są od dziesięcioleci koniem kosmicznych narodów, ale w tej grze pojawiło się kilku nowych graczy. Windy kosmiczne zaczynają „zejść z ziemi”, że tak powiem - Space Elevator Games okazały się zwycięzcą dopiero w zeszłym roku - jako alternatywna metoda transportu materiałów w kosmos.
„Często słyszymy o windach kosmicznych i ludzie zawsze pytają:„ Czy jesteś powiązany z windami kosmicznymi? ”, Ale nie wchodzimy w interakcje w zakresie technologii.” Powiedział Hunter.
Armaty z lekkim gazem działają prawie tak, jak można by się spodziewać po naprawdę bardzo dużym pistolecie: na jednym końcu wewnątrz długiej rurki gaz, wodór, hel lub metan są poddawane ciśnieniu do ekstremalnego ciśnienia, 15 000 PSI w największej armacie zaproponowany przez Huntera. Ładunek znajduje się na tym końcu armaty, gdy ciśnienie zostaje zwolnione, pocisk w kształcie pocisku, który utrzymuje ładunek, jest wyrzucany z końca. Wodór jest stosowany ze względu na swoją lekkość. Ponieważ pocisk nie może poruszać się szybciej niż to, co popycha go wewnątrz armaty, lżejszy gaz - który może poruszać się szybciej - pozwala na przyspieszenie pocisku do niewiarygodnych prędkości, przekraczających 13 000 mil na godzinę (21 000 km / h) .
Działa te istnieją od lat 60. XX wieku, choć nie widziały żadnego zastosowania w technologii dostarczania ładunku kosmicznego. Działem rekordowym dla wysokości pocisku było działo High-Altitude Research Project (HARP). Został zbudowany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych i Kanadyjski Departament Obrony Narodowej i umieszczony na poligonie Yuma w Arizonie. Z powodzeniem lobbował bezwładny pocisk Martlet-2C na 180 km (112 mil) 12 listopada 1966 r., Co nadal stanowi rekord wysokości dla tego rodzaju broni.
Kolejną iteracją, opracowaną przez samego dr Huntera, był projekt badawczy Super High-Altitude (SHARP, hołd dla oryginalnego działa) pod koniec lat 80. XX wieku, opracowany przez Lawrence Livermore University.
Hunter wyjaśnił Space Magazine w wywiadzie telefonicznym: „Oto, co się dzieje: zacząłem w Livermore w 1985 roku i dopiero co skończyłem szkołę podstawową, a oni wynajęli mnie do budowy pistoletów elektrycznych, co mogłem zrobić całkiem prosto. Ale wpadłem na faceta na przyjęciu koktajlowym, wierzcie lub nie. Wiedział, że pracuję nad postprodukcyjnymi pistoletami z cewkami, i powiedział: „John, są świetne, ponieważ możesz uzyskać prędkość 12 km / s, przy czym możemy uzyskać tylko 9 km / s za pomocą tych pistoletów gazowych.” Powiedziałem: Co to jest broń gazowa? ”. Właśnie od tego zaczęła się toczyć ta kula. Jak się okazuje, pistolety elektryczne docierają tylko do 5,5 km / s, a pistolety gazowe do 11 km / s. ”
SHARP był - i nadal jest - własnością Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych. Firma Hunter ma pięcioletnią umowę na wykorzystanie broni do testowania strzałów, ale nie jest skonfigurowana do strzelania pionowo. SHARP został pierwotnie zaprojektowany jako platforma testowa dla silników hipersonicznych do scramjetów - dżetów, które są przyspieszane do dużych prędkości, a następnie wykorzystują własny specjalistyczny silnik, aby zwiększyć do 8 lub 9 razy prędkość dźwięku.
„Jeśli mamy zamiar nagrać reklamę, w której jest dużo reklam i innych rzeczy, musielibyśmy przejść do innego systemu, który nie byłby wielkim problemem, ponieważ mogłem go poświęcić na ten konkretny podanie. Jeśli zdecydujemy się wykonać ujęcie w Siłach Powietrznych, prawdopodobnie będzie to mniejsza grupa ludzi, którzy mogliby obejrzeć ujęcie. Siły Powietrzne są dość ostrożne, jak to robią, więc musimy uzyskać zgodę. W rzeczywistości są właścicielami broni.
Więc Hunter sam postanowił opracować opłacalne komercyjnie działo, które może dostarczyć ładunki za ułamek ceny konwencjonalnych rakiet. On i dwoje innych naukowców, dr Harry Cartland i dr Rick Twogood, utworzyli Quicklaunch, Inc.
„Wyszliśmy z bloków 30 września, kiedy mieliśmy szczyt inwestycji kosmicznych. Potem wygłosiłem przemówienie w Google, a następnie artykuł popularnonaukowy, a teraz poinformowaliśmy grupę venture capital. Jesteśmy w „fazie zgiełku” i spodziewam się, że będziemy w tej fazie zgiełku przez sześć miesięcy, w której musimy po prostu rozejrzeć się po naszym projekcie. Ale kiedy jesteśmy w tej fazie, nadal wierzymy w sprzęt, więc pod koniec lutego będę miał demonstracyjną wersję zanurzoną. Zasadniczo uzyska odpowiednią skłonność i będzie strzelał. Będzie to prototyp o długości 10 stóp - powiedział Hunter.
Ostatecznie Hunter przewiduje armatę na dużą skalę, która wystrzeli z morza w pobliżu równika. Podczas wystrzeliwania z morza pistolet będzie mógł się obracać i obracać, aby łatwo wystrzelić ładunki na różne orbity. Konieczne jest przebywanie w pobliżu równika, ponieważ Ziemia obraca się najszybciej, więc obiekty wystrzeliwane z szerokości równikowej mogą uzyskać wyższą orbitę przy mniejszej energii.
Kluczowe znaczenie dla wprowadzenia ładunków na orbitę ma użycie jednostopniowej rakiety przymocowanej do pocisku. Ponieważ przewiduje się, że największa armata wystrzeli paczkę z prędkością nieco ponad 7 km / s (4,3 mil / s), do tego dodatkowego pchnięcia potrzebny jest przyspieszacz, aby przekroczyć prędkość ucieczki Ziemi, która wynosi 11,2 km / s (6,95 mil / s).
Nie spodziewaj się jednak, że ludzie wystrzelą na Księżyc lub Marsa na pokładzie jednego z pocisków, ponieważ siła wystrzeliwania z armaty może wynosić nawet 5000 Gs.
Największe - i najdroższe - działo byłoby w stanie wystrzelić ładunki o masie 1000 funtów (454 kg) na orbitę nisko-ziemską (LEO). Prognozowany koszt tego działa wynosi 500 milionów dolarów, ale jest to ostatni etap w proponowanej serii armat, która zaczynałaby się od małych i opierała się na doświadczeniach wyciągniętych z każdej iteracji.
Po wstępnych testach z pistoletem SHARP i modelami prototypowymi zostanie zaprojektowany system zdolny do wystrzelenia ładunków kosmicznych o wadze 2 funtów (0,9 kg). Koszt tego działa, szacuje Hunter, wyniesie około 10 milionów dolarów, a jego uruchomienie zajmie dwa lata.
„[Program uruchamiający możliwości 2lb] jest właściwie dostosowany do małej niszy, jaką jest społeczność Cubesat. Ma to sens, ponieważ możemy „hartować” sześciany. Dla mnie byłaby to miła nisza, aby móc współpracować z naukowcami. To będzie świetna zabawa, ponieważ będą krążyć wokół Cubesats, oczywiście. W pierwszej fazie będziemy po prostu karmić obojętne rundy, a może zrobimy może 20 zdjęć na małej przestrzeni i pobijemy rekord świata dziesięć lub dwanaście razy. W fazie drugiej będziemy krążyć wokół rzeczy, które będą pobierać dane i przesyłać je ”- powiedział Hunter.
Cubesats - małe satelity, które nie są większe niż litr (objętość kostki 10 cm) i ważą mniej niż kilogram - można łatwo „zahartować” lub zbudować tak, aby wytrzymywały imponujące siły wystrzelenia z ogromnego działa.
Po przetestowaniu tego systemu, Hunter powiedział: „Pierwszym komercyjnym systemem będzie system o wartości 50 milionów $ i udźwigu 100 funtów [45 kg]. Zasadniczo 50 milionów dolarów jest mniej niż cena F-15. Myślę, że jest to w zasięgu wielu ludzi, szczególnie jeśli wcześniej zademonstrowałeś fazę pierwszą i drugą ”.
Nie zrozumcie Huntera źle: 50 milionów dolarów nie mieści się w granicach przeciętnego Joe, ale za wystrzelenie małych satelitów w kosmos jest to niewielka liczba. Na przykład każda misja wahadłowca kosmicznego kosztuje 450 milionów dolarów, a na wystrzelenie satelity komunikacyjnego mówisz od 50 milionów do 400 milionów dolarów.
Największa broń - o długości 1,1 km - miałaby kosztować około 500 milionów dolarów i byłaby w stanie optymalnie zbudować ją w ciągu siedmiu lat. Biorąc pod uwagę, że sam pistolet nadaje się do wielokrotnego użytku i że wychwytywanie wodoru z każdego wystrzału pistoletu można zrobić, aby zaoszczędzić na kosztach paliwa, koszt dla kogoś, kto chce uruchomić ładunek, wynosiłby od 250 do 1000 USD za funt.
Powiedział, że Hunter już widział zainteresowanie różnych przedsiębiorstw.
„Była jedna prywatna firma, która pozostanie poufna. Zachowamy ich prywatność, dopóki dym nie zniknie tutaj. Mieliśmy poważne zainteresowanie niektórymi ludźmi. Zamierzamy znacznie zwiększyć tę liczbę kandydatów. Będziemy mieć więcej kandydatów niż ostatnia republikańska konwencja, to mój cel! ”
Odnośnie tego, czy ten typ systemu wzbudził jakiekolwiek zainteresowanie działem badań i rozwoju w NASA, Hunter odpowiedział: „Nie skontaktowaliśmy się z NASA i myślę, że NASA ostatecznie zostanie naszym klientem… zbliżać się do NASA w ciągu najbliższych kilku tygodni. ”
Aby uzyskać więcej informacji na temat szczegółowych szczegółów systemu dostarczania broni i ładunku, obejrzyj Google Techtalk osadzony powyżej lub posłuchaj odcinka The Space Show z 15 stycznia, w którym Hunter pojawił się jako gość.
Źródło: Physorg, Google TechTalk, wywiad telefoniczny z Johnem Hunterem
