Космическая пушка

редактировать
Космическая пушка Quicklauncher

A космическая пушка, иногда называемая пушкой Верна из-за его появления в From the Earth to the Moon Jules Verne, это метод запуска объекта в космос с использованием большого пушка - или пушечная конструкция. Таким образом, космические пушки потенциально могут обеспечить метод неракетного запуска в космос. Было высказано предположение, что космические пушки могут выводить спутники на орбиту Земли (хотя для достижения стабильной орбиты потребуется движение спутника после запуска), а также могут запускать космический корабль за пределы гравитационного поля Земли и в другие части Солнечная система, превышая скорость убегания Земли примерно на 11,20 км / с (40 320 км / ч; 25 050 миль в час). Однако эти скорости слишком далеки от гиперзвукового диапазона для большинства практических силовых установок, а также могут вызвать сгорание большинства объектов из-за аэродинамического нагрева или разрушение аэродинамических характеристик. перетащите. Следовательно, более вероятным будущим использованием космических пушек будет запуск объектов на околоземную орбиту, откуда можно будет запускать прикрепленные ракеты или объекты могут быть «собраны» с помощью маневрирующих спутников на орбите.

В Проект HARP, совместный оборонный проект США и Канады 1960-х годов, США Орудие ВМС 410 мм (16 дюймов) 100 калибра использовалось для выстрела снаряда массой 180 кг (400 фунтов) на скорости 3600 м / с (12 960 км / ч; 8050 миль в час), достигая апогея 180 км (110 миль), следовательно, выполняется суборбитальный космический полет. Однако космическая пушка никогда не использовалась успешно для вывода объекта на орбиту или из-под действия силы тяжести Земли.

Содержание
  • 1 Технические проблемы
    • 1.1 Выход на орбиту
    • 1.2 Ускорение
  • 2 Практические попытки
    • 2.1 Проект Вавилон
    • 2.2 Проект сверхвысоких исследований
    • 2.3 Быстрый запуск
  • 3 В художественной литературе
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
Технические проблемы

Большая перегрузка, которая может возникнуть у баллистический снаряд, запущенный таким образом, будет означать, что космическое орудие не сможет безопасно запускать людей или хрупкие инструменты, а ограничится грузовыми, топливными или прочными спутниками..

Выход на орбиту

Космическое орудие само по себе не способно выводить объекты на стабильную орбиту вокруг объекта (планеты или другого), с которого оно запускает их. Орбита - это параболическая орбита, гиперболическая орбита или часть эллиптической орбиты , которая заканчивается на поверхности планеты в точке запуска или другой точке. Это означает, что нескорректированная баллистическая нагрузка всегда будет поражать планету в пределах ее первой орбиты, если только скорость не была настолько высокой, что достигла или превысила космическую скорость. В результате все полезные нагрузки, предназначенные для выхода на замкнутую орбиту, должны, по крайней мере, выполнить некоторую коррекцию курса, чтобы создать другую орбиту, которая не пересекает поверхность планеты.

Ракета может быть использована для дополнительного ускорения, как это запланировано как в Project HARP, так и в Quicklaunch. Величина такой коррекции может быть небольшой; Например, эталонная конструкция StarTram Generation 1 включает в себя в общей сложности 0,6 км / с (1300 миль в час), чтобы поднять перигей над атмосферой при входе на скорость 8 км / с. (18 000 миль в час) низкая околоземная орбита.

В системе из трех тел или более может быть доступна траектория гравитационного ассистента, позволяющая тщательно прицелиться скорость траектория снаряда будет изменена гравитационными полями других тел в системе, так что снаряд в конечном итоге вернется на орбиту исходной планеты, используя только запуск delta-v.

Исаак Ньютон избежал этого возражения в своем мысленном эксперименте, построив невероятно высокую гору, с которой стреляла его пушка. На стабильной орбите снаряд облетит планету и вернется на высоту запуска после одной орбиты (см. пушечное ядро ​​Ньютона ).

Ускорение

Для космической пушки со стволом длины (l {\ displaystyle l}l ) и необходимой скорости (ve {\ displaystyle v_ {e}}v_ {e} ), ускорение (a {\ displaystyle a}a ) определяется по следующей формуле:

a = ve 2 2 l {\ displaystyle a = {\ frac {v_ {e} ^ {2} } {2l}}}a = {\ frac {v_ {e} ^ {2}} {2l} }

Например, с космической пушкой с вертикальным «стволом» через земную кору и тропосферу, всего ~ 60 км (37 миль) длиной (l {\ displaystyle l}l ) и скоростью (ve {\ displaystyle v_ {e}}v_ {e} ), достаточной, чтобы покинуть Землю силы тяжести (космическая скорость, которая составляет 11,2 км / с или 25 000 миль в час на Земле), ускорение (a {\ displaystyle a}a ) теоретически будет более 1000 м / с (3300 фут / с), что превышает 100 перегрузок, что примерно в 3 раза превышает допуск человека к перегрузкам от 20 до 35 г в течение ~ 10 секунд, которые потребуются для такой стрельбы.

Практические попытки
Две секции Project Babylon Gun Project HARP, прототип космической пушки.

Немецкий V- 3-пушечная программа (менее известная, чем ракета Фау-2 или летающая бомба Фау-1 ) во время Второй мировой войны была попыткой построить что-то приближающееся к космосу. пистолет. Базируясь в Па-де-Кале в Франции, планировалось, что оно будет более разрушительным, чем другие нацистские «оружие мести ». Пушка была способна стрелять снарядами массой 140 кг (310 фунтов) и диаметром 15 см (5,9 дюйма) на расстояние 88 км (55 миль). Он был разрушен в результате бомбардировки RAF с использованием Tallboy блокбастерных бомб в июле 1944 года. Пушка V-3 использовала ступенчатую силовую установку, что давало ей гораздо большую дальность действия.

Проект Вавилон

Самой известной недавней попыткой создать космическое орудие был Проект Вавилона инженера-артиллериста Джеральда Булла, который также был известен как СМИ о «иракском суперпушке». Во время Проекта Вавилон Булл использовал свой опыт в Проекте HARP, чтобы построить массивную пушку для Саддама Хусейна, лидера Баасистского Ирака. Бык был убит до того, как проект был завершен.

Исследовательский проект на сверхвысокой высоте

После смерти Быка лишь немногие всерьез пытались создать космическое орудие. Возможно, наиболее многообещающим является то, что программа США противоракетной обороны спонсировала Исследовательский проект на сверхвысокой высоте (SHARP) в 1980-х годах. Разработанный в Ливерморской лаборатории, это газовая пушка, которая использовалась для испытаний огнестрельных объектов со скоростью 9 Маха.

Quicklaunch

После отмены SHARP, ведущие разработчики Джон Хантер основал компанию Jules Verne Launcher Company в 1996 году и компанию Quicklaunch. По состоянию на сентябрь 2012 года Quicklaunch стремилась собрать 500 миллионов долларов для создания орудия, которое могло бы заправлять топливный склад или отправлять сыпучие материалы в космос.

Ram-ускорители также предлагались в качестве альтернативы к легким газовым пушкам. В других предложениях используются электромагнитные методы для ускорения полезной нагрузки, такие как койлганы и рельсотроны.

В художественной литературе
Стрельба из космической пушки в «С Земли на Луну» Жюля Верна

Первой публикацией этой концепции может быть пушечное ядро ​​Ньютона в книге 1728 года Трактат о системе мира, хотя оно в основном использовалось как мысленный эксперимент относительно гравитации.

Пожалуй, самое известное изображение космической пушки находится в романах Жюля Верна С Земли на Луну и Вокруг Луны (свободно интерпретируется в раннем фильме Le Voyage dans la Lune ), в котором астронавты летают на Луну на борту корабля, запущенного из пушки. Другой известный пример используется марсианами, чтобы начать свое вторжение в H. Книга Дж. Уэллса Война миров. Уэллс также использовал эту концепцию в кульминации фильма 1936 года Предстоящие события. Устройство было показано в фильмах еще в 1967 году, таких как Ракета Жюля Верна на Луну.

В видеоигре Ultima: Worlds of Adventure 2: Martian Dreams, Персиваль Лоуэлл. строит космическую пушку, чтобы отправить космический корабль на Марс.

Видеоигра Steel Empire, стреляй в них с стимпанком эстетика, на седьмом уровне присутствует космическая пушка, которую главный злодей генерал Стайрон использует для полета на Луну.

В романе Ханну Раджаниеми 2012 года Фрактальный принц, космическое орудие в «Джанна-оф-пушка», приводимое в движение мощностью 150 килотонн. ядерная бомба, используется для запуска космического корабля с Земли.

В видеоигре 2015 года SOMA есть космическая пушка, используемая для запуска спутников.

Убийство Джеральда Булла и пистолет проекта Вавилон также стали отправной точкой для романа Фредерика Форсайта 1994 года Кулак Бога. В новелле Ларри Бонда 2001 года и романе 2015 года Lash-Up Китай использует космическую пушку для уничтожения американских спутников GPS.

В Paper Mario: The Thousand-Year Door деревня Боб-омбов использует космическую пушку, чтобы отправить Paper Mario и компанию на базу X-Naut на Луне.

Джеральд Булл и Проект Вавилон являются неотъемлемой частью сюжета романа Луизы Пенни.

См. Также
  • Портал космических полетов
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-09 01:19:00
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте