Kosmosa lielgabalu vēsture no Īzaka Ņūtona līdz nacistiem Parīzē un projekts HARP

Iekļūšana kosmosā ir grūts, dārgs darbs. Lai aizpildītu raķeti un izietu no planētas atmosfēras, nulles smaguma orbītā tas aizņem daudz enerģijas. Piedziņas mehānisms, kas neprasa 326,770 galonu šķidrā ūdeņraža un 99,359 galonu šķidrā skābekļa, kas nepieciešams, lai Saturns V izkļūtu no atmosfēras, padarītu kosmosu NASA un privātiem uzņēmumiem, piemēram, SpaceX, ievērojami pieejamāku. Tāpēc cilvēki vēlas būvēt kosmosa šautenes. Tāpēc cilvēki gandrīz trīs gadsimtus ir gribējuši veidot kosmosa šautenes. Tas ir loģisks risinājums degvielas problēmai, kas gan liek raķetēm, gan velk tos.

Nē, mēs nerunājam par lāzera blasteriem, kas tika izmantoti, lai uzliesmotu uz naidīgiem svešzemju kuģiem (lai gan tas izklausās pilnīgi episki), bet gan par palaišanas mehānismu. Patiesa kosmosa lielgabals tradicionālajā nozīmē ir vairāk kā lielgabals, ko izmanto, lai iegūtu zemeslodes šāviņus. Ja ideja strādāja, raķete būtu nevajadzīga, jo kosmosa kuģi varēja nošaut caur atmosfēru ātrumā.

„Izklausās dope,” jūs sakāt. "Bet vai tā tiešām darbojas?"

Nu, lielākai daļai 20. gadsimta cilvēki ir mēģinājuši izveidot funkcionālu kosmosa lielgabalu, un neviens vēl nav izdevies. Šeit ir īsa kosmosa lielgabala vēsture un visi šie veltīgi centieni uzsākt kosmosa raķetes.

1728: Īzaks Ņūtons Invents Space Gun

Savā grāmatā Pasaules sistēmas traktāts Ņūtons diskutē par hipotētisku scenāriju, kurā lielā kalnā novietots lielgabals var izšaut objektus taisnā līnijā, prom no zemes virsmas, bez gaisa pretestības. Lielgabala eksperiments būtībā parāda, kādā ātrumā jums ir nepieciešams aizdegt kaut ko gaisā, lai noskatītos, ka tas atgriežas uz Zemi, padara to orbītā vai pilnībā izbēg no planētas smaguma un izkļūst kosmosā.

Protams, šāda veida lielgabala veidošanai ir tehnoloģiski ierobežojumi. Šos ierobežojumus varētu spēlēt aptuveni nedaudz vairāk par gadsimtu vēlāk …

1865: Jules Verne fotografē Mēness

Savā romānā No Zemes līdz Mēnesim, slavenais zinātniskās fantastikas rakstnieks stāsta par nelielu ieroču entuziastu sabiedrību un tās centieniem izveidot kosmosa lielgabalu, lai cilvēkus laižu uz Mēness. Verne's Columbiad kosmosa lielgabals ir gandrīz 900 pēdu garš un 60 pēdas plats, un, lai gan tas patiešām atklāj trīs astronautus kosmosā, izmantojot aptuveni 400 000 mārciņas ieroču kokvilnas, viņu likteņi paliek nezināmi (līdz turpinājums, protams).

Grāmatas būtībā bija pirmā kosmosa lielgabala attēlojums - lai gan Krievijas raķešu zinātnieks Konstantīns Tsiolkovskis 1903. gadā rakstītu papīru, kas noteica, ka reāls kosmosa lielgabals darbosies neiespējami garš un pakļautos šiem astronautiem apmēram 22 000 g paātrinājuma.

Citiem vārdiem sakot, šie nabadzīgie astronauti nekavējoties tiktu iztvaicēti, pat ja nopostīto lietu varētu uzbūvēt.

1918: Vācieši skāra Stratosphere no Parīzes

Pirmā pasaules kara laikā Vācija izmantoja tālsatiksmes lielgabala principus, lai izveidotu Parīzes lielgabalu - grotesku lielo lielgabalu, kas varētu bombardēt Parīzi no aptuveni 75 jūdžu attālumā. No šī lielgabala ieroča atlaistās čaumalas varēja sasniegt stratosfēru, pirmo reizi cilvēku radītie priekšmeti varēja padarīt to tik augstu. Tas būtu liels sasniegums, ja mērķis nebūtu nogalināt citus cilvēkus, bet hey - pagrieziena punkti ir pagrieziena punkti.

Šādas spējas negatīvie faktori tomēr bija tas, ka Parīzes ieroču operatoriem vajadzēja ņemt vērā Coriolis efektu (Zemes rotāciju) trajektorijas aprēķinos.

Pirmā pasaules kara galā vācu karavīri izjauca un iznīcināja Parīzes ieročus, lai izvairītos no tā, ka sabiedroto spēki tos sagūstīja, un šādus ieročus pēc tam aizliedza Versaļas līgums.

1944: Nacisti uzliesmo V-3 Supergun

Otrā pasaules kara laikā Hitlers virzīja uz priekšu programmu, kas pazīstama kā V-ieroči, kas bija paredzēti, lai uzbruktu Lielbritānijai, reaģējot uz bombardēšanas reidi Vācijā. Trešais no šiem ieročiem bija V-3 lielgabals, kodēts augstspiediena sūknis vai HDP.

Dizainparaugi aicināja uz 65 pēdu garu lielgabalu, kas vērsts tieši uz Londonu. Hitlers vēlējās uzbūvēt 25 no šīm nāves mašīnām, bet Karaliskais gaisa spēks spēja bumbu uzbūvēt 1944. gada jūlijā, kur tie tika būvēti. SS saņēma divus īsākus ieročus, un vācu spēkiem izdevās sākt šaušanu pilsētā. Luksemburgā. Tie nebija efektīvi. Mazāki V-3s tika izjaukti pēc kara un tika nogādāti ASV tālākai pārbaudei, pirms tie tika izmesti 1948. gadā.

1966: Projekts HARP ugunsgrēks

Pēc Otrā pasaules kara kosmosa sacensības sāka pievērsties, un tehnoloģija, kas balstījās uz lietām, aizgāja no artilērijas uz raķešu. 1961. gadā Amerikas Savienotās Valstis un Kanāda kopīgi izveidoja projektu HARP (High Altitude Research Project), lai izveidotu sistēmu, kas nav raķešu, zemu izmaksu palaišanas sistēma.

HARP pamatā bija kulminācija, ko gadu garumā ieguvis Džeralds Bulls, ballistikas inženieris, kurš bija vadījis priekšstatu par lidmašīnu šaušanu no ieročiem. Bull un viņa partneri spēja pārliecināt ASV jūras kara flotes kuģus, lai tie piegādātu viņiem neizmantotu 16 collu, 50 kalibru kaujas lielgabalu, un sāka strādāt lidojuma diapazonā Seawell lidostā Barbadosā. 1966. gadā projekts tika pārcelts uz Yumu, Arizonu, kur lielgabals (pagarināts līdz 100 kalibriem) spēja izdzēst 400 mārciņu Martlet 2 lādiņu ar ātrumu 7000 pēdas sekundē.

Šāviņš īsu brīdi padarīja to kosmosā, 110 jūdžu augstumā. Tas ir ieraksts ar šaujamām šāviņām, kas ir līdz pat šai dienai.

Budžeta ierobežojumi drīz spiesti atcelt HARP. Bull atgriezās Highwater (ar Barbadosas starta vietu arī viņa īpašumā), un viņš nodibināja Space Research Corporation.

1985: Projekta SHARP izspiešana

ASV valdība 1985. gadā uzsāka Super High Altitude Research Project (SHARP) Lawrence Livermore National Laboratory. Mērķis bija aizdegt priekšmetus atmosfērā, izmantojot divpakāpju gaismas gāzes pistoli - tas galu galā palīdzētu valstij iegūt satelītus orbītā.

Gaismas gāzes pistole strādā ar atsperes virzuļa gaisa vārsta parauga principiem - ja virzulis spēka gāzveida darba šķidrumu caur mucu, lai paātrinātu šāviņu noteiktā virzienā. Šajā gadījumā virzulis tiek faktiski darbināts ar ķīmisku reakciju, un darba šķidrums ir vieglāka gāze, piemēram, hēlijs vai ūdeņradis. Projekts SHARP sākās, kad zinātnieks Džons Hunteris saprata, ka vieglo gāzu lielgabals būtu daudz labāks, kad lielā ātrumā uzsāks šāviņus nekā elektromagnētiskais sliežu ceļš.

Prototips tika veiksmīgi uzcelts 1992. gadā. Apmēram 426 pēdu garš, sistēma varēja nošaut objektu aptuveni trešdaļā ātrumā, kas vajadzīgs, lai kaut ko iekļūtu kosmosā. Veiksmīga testēšana radīja plānus būvēt Jules Verne palaidējs, kas būtu lepojies ar pārsteidzošu 2,2 jūdžu garu mucu. Šādas ierīces veidošana būtu izmaksājusi miljardiem dolāru, un valdība bija mazāk aizrautīga par SHARP piešķiršanu šāda veida naudas.

1988: Džeralds Bulls dodas strādāt Saddamā

Tikmēr, pēc HARP slēgšanas Bull kļuva ieinteresēts nodrošināt darbu ar citām valstīm caur savu jauno valsti un sāka strādāt kā artilērijas konsultants visā 70. gados. Tas ietvēra ieslodzījuma vietu pēc tam, kad viņš tika notiesāts par nelikumīgu ieroču tirdzniecību. Kad viņš tika atbrīvots, viņš pārcēlās uz Briseli un sāka strādāt ar Ķīnu un - jo īpaši - Irāku.

1988. gadā viņš nolēma, ka ir īstais laiks pabeigt to, ko viņš sāka jau sen: darba kosmosa lielgabals. Viņam izdevās pārliecināt Irākas diktatoru Sadamu Huseinu, lai finansētu Babilona projektu, izveidojot 511 pēdu garu lielgabalu, kas spēj ievietot 4400 mārciņu šāviņu orbītā.

Pirmais prototips bija pieticīgāks - 150 pēdu garš, kas varēja uzņemt objektu līdz 466 jūdžu attālumā. Otrā superguna, kas tika uzbūvēta, “Big Babylon”, bija tuvāk sākotnējam piedāvātajam garumam. Tomēr Bull tika nogalināts 1990. gada martā (iespējams, Izraēlas Mossad aģenti) un nekad netika pabeigts.

2009: Privātā kosmosa lielgabala sacīkstes izspēles

John Hunter nekad nav atteicies no mērķa veidot kosmosa lielgabalu. 2009. gadā viņš nodibināja kompāniju Quicklaunch, lai izveidotu 3600 pēdu garu lielgabalu, kas lielākoties iegremdēja zemūdens, kas sprādziena objektus kosmosā, izmantojot ūdeņradi un metānu aptuveni 5000 Gs. Palaišanas iekārta ir domāta, lai aizstātu raķetes pirmo posmu, pirms kosmosa kuģis var izmantot citu dzinējspēka sistēmu, lai atlikušo attālumu atstātu no planētas atmosfēras. Uzņēmuma aplēses sāk iznākt līdz apmēram 1100 ASV dolāriem par kilogramu (četras reizes mazāk nekā SpaceX Falcon 9, un 13 reizes mazāk nekā NASA Atlas V).

Tomēr Hunter 2012.gadā atstāja Quicklaunch, un uzņēmums izskatās, ka kopš tā laika tas ir pagājis.

Tātad, lai atgādinātu: Gandrīz 300 gadus pēc tam, kad Ņūtons pirmo reizi izvirzīja kosmosa lielgabala koncepciju, mums nav kosmosa lielgabala.