Če želite nekaj takoj v vesolje, potrebujete raketo. Kaj pa, če bi se namesto tega raketi odpravili in še vedno dobili svoj tovor v vesolje, za manj kot 1000 dolarjev funtov? Sliši se kot dogovor, kajne.
John Hunter, fizik iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Livermore in predsednik družbe Quicklaunch, Inc., je uporaba topa z vodikom morda vozovnica za poceni dostop do vesolja. Tako je, naslednja velika stvar v vesoljski tehnologiji je lahko platforma za vesoljsko pištolo za vstavljanje satelitov, goriva in drugih zalog v vesolje.
Lahko bi rekli: "Pištola za streljanje stvari v vesolje? To zveni kot nekaj iz Julesa Verna! " In prav imate: v Vernovem filmu "Od Zemlje do Lune" je bil uporabljen velikanski top, ki se je imenoval Columbiad, da bi na Luno pognal tri like v zgodbi.
"Jules Verne je dobil prav, moral je samo izbrati pravilno tekočino," je dejal Hunter v Google Techtalk, vdelanem spodaj.
Rakete so že desetletja delovni konji vesoljsko usmerjenih narodov, vendar je v igri nekaj novincev, ki se šele začnejo. Vesoljska dvigala se začnejo »spuščati s tal«, tako rekoč - Space Elevator Games so se zmagovalci izkazali šele lani - kot alternativni način prevoza materialov v vesolje.
"O vesoljskih dvigalih slišimo veliko časa in ljudje vedno sprašujejo:" Ali ste povezani z vesoljskimi dvigali? ", Vendar ne komuniciramo, kolikor gre za tehnologije." Je rekel Hunter.
Lahki plinski topovi delujejo skoraj tako, kot bi pričakovali, da bo delovala resnično res velika pištola: na enem koncu dolge cevi je plin, vodik, helij ali metan pod velikim pritiskom, 15.000 PSI v največjem topu ki ga je predlagal Hunter. Tovorna obremenitev je na tem koncu topa, ko se tlak sprosti, se na koncu izstreli krogelni izstrelk, ki drži tovor. Vodik se uporablja zaradi svoje lahkotnosti. Ker projektil ne more iti hitreje od tistega, kar ga potiska znotraj topa, lažji plin - ki lahko potuje hitreje - omogoča, da se projektil pospeši do neverjetnih hitrosti, ki presegajo 13.000 km na uro (21.000 km / h) .
Ti topovi obstajajo že od šestdesetih let prejšnjega stoletja, čeprav niso videli nobene uporabe v vesoljski tehnologiji dostave tovora. Rekordna nastavitev topov za višino izstrelka je bil top HARP (High-Altitude Research Project). Zgradilo ga je ameriško ministrstvo za obrambo in kanadsko ministrstvo za nacionalno obrambo, postavilo pa ga je v dokazovalno središče Yuma v Arizoni. 12. novembra 1966 je uspešno loboviral inertni projektil Martlet-2C na 180 km (112 milj), ki še vedno ostaja rekord višine za to vrsto pištole.
Druga iteracija, ki jo je razvil sam dr. Hunter, je bil raziskovalni projekt Super visoke višine (SHARP, hommage izvirnemu topu) v poznih osemdesetih letih z univerze Lawrence Livermore.
Hunter je s telefonskim intervjujem za Space Magazine razložil: "Torej, kaj se zgodi: Začel sem leta 1985 v Livermoreju in sem bil izven šole in so me angažirali za izdelavo električnih pušk, kar bi lahko naredil naravnost brez težav. Ampak naletel sem na fanta na koktajlu, verjeli ali ne. Vedel je, da delam na naknadnih proizvodnih tuljavah in je rekel: "John, to je super, ker lahko prideš 12 km / s, kjer lahko s temi plinskimi puškami dosežemo le 9 km / s." Rekel sem, " Kaj je plinska pištola? «Tako se je začelo celotno valjanje žoge. Kot kaže, električna puška doseže le 5,5 km / s, plinska pištola pa 11km / s. "
SHARP je bil - in še vedno je - v lasti zračnih sil ZDA. Hunterjeva družba ima petletno pogodbo o uporabi pištole za preizkušanje strelov, vendar ni nastavljena na streljanje navpično. SHARP je bil prvotno zasnovan kot testna posteljica za hiperzvočne motorje za scramjets - curke, ki se pospešujejo do velikih hitrosti, nato pa s posebnim lastnim motorjem potisnite do 8 ali 9-krat večjo hitrost zvoka.
"Če bomo šli na objavljen posnetek, kjer je veliko oglaševanja in podobnih stvari, bi morali iti na drugačen sistem, ki ga ne bi bilo veliko graditi, ker bi ga lahko posvetil prav temu prijava. Če se odločimo za posnetek z letalskimi silami, bo to verjetno manjša skupina ljudi, ki bi si lahko posnetek ogledala. Air Force nekako strašijo, kako to počnejo, zato moramo dobiti odobritev. V resnici imajo pištolo. "
Hunter se je tako sam lotil razvoja komercialno sposobnega topa, ki lahko prinese koristno obremenitev za del stroškov običajnih raket. On in dva druga znanstvenika, dr. Harry Cartland in dr. Rick Twogood, sta ustanovila podjetje Quicklaunch, Inc.
"Iz blokov smo se pojavili 30. septembra, ko smo imeli vrh o vesoljskih naložbah. Nato sem spregovoril v Googlu in nato v članku Popular Science in zdaj smo seznanili skupino tveganega kapitala. Trenutno smo v fazi vrveža in pričakujem, da bomo šest mesecev v tej vrveži, kjer bomo morali samo prodati svoj projekt. A čeprav smo v tej fazi, še vedno verjamemo v strojno opremo, zato bom konec februarja dejansko pokazal predstavljeno različico. V bistvu bo pridobil pravi naklon in naredil udarce. To bo 10-nožni prototip, "je dejal Hunter.
Na koncu si Hunter zamisli obsežni top, ki bo izstrelil iz morja blizu ekvatorja. Ko se bo izstrelil iz morja, se bo pištola lahko vrtela in nihala naokoli za lažje izstrelitev tovora na različne orbite. Biti blizu ekvatorja je potrebno, ker se Zemlja najhitreje vrti, zato lahko predmeti, ki se začnejo z ekvatorialne širine, dobijo višjo orbito z manj energije.
Ključnega pomena za spravljanje tovora v orbito je uporaba enostopenjske rakete, pritrjene na izstrelke koristne obremenitve. Ker je predvidena največja pištola, da bo paket šel pri malo več kot 7 km / s (4,3 milje / s), je potreben ojačevalnik za ta dodaten potisk, da bi dosegel hitrost Zemlje, ki znaša 11,2 km / s. (6,95 milje / s).
Ne pričakujte, da bodo na krovu enega od projektil videli ljudi, ki se bodo izstrelili na Luno ali Mars, saj bi lahko sila izstrelitve iz topa znašala do 5000 Gs.
Največji - in najdražji - top bi bil sposoben izstreliti 1.000 funtov (454 kg) tovora v orbito z nizko zemljo (LEO). Predvideni stroški tega topa znašajo 500 milijonov dolarjev, vendar je to zadnja faza v predlagani seriji topov, ki bi se začela majhno in temeljila na izkušnjah, pridobljenih iz vsake iteracije.
Po nekaj začetnih testiranjih z modeli pištole SHARP in prototipov bo zasnovan sistem, ki lahko v vesolje sproži 2-kilogramske (0,9 kg) koristne obremenitve. Hunter ocenjuje, da bodo stroški tega topa znašali približno 10 milijonov dolarjev in da bodo trajale dve leti.
"[2lb zmogljivost zaganjalnika] je dejansko prilagojena majhni niši, to je skupnost Cubesat. Smiselno je, ker lahko "kužimo" kocke. Zame bi to predstavljalo lepo nišo, da bi lahko sodelovala z akademiki. To bo zelo zabavno, ker bodo očitno krožili po kubastih. V prvi fazi bomo samo podali inertne kroge in naredili bomo morda 20 strelov v nizko vesolje in deset ali dvanajstkrat podrli svetovni rekord. V drugi fazi bomo krožili okoli stvari, ki bodo prevzele podatke in bodo prenašale, «je dejal Hunter.
Kubesati - majhni sateliti, ki niso večji od litra (10 cm kocke) in tehtajo manj kot kilogram - je mogoče zlahka "utrjevati" ali narediti tako, da zdržijo impresivne sile izstrelitve iz ogromnega topa.
Po preizkusu tega sistema je Hunter dejal: "Prvi komercialni sistem bo 50 milijonov dolarjev za zmogljivost 100 kilogramov [45 kg]. 50 milijonov dolarjev je v osnovi nižje od cene F-15. Mislim, da je to precej znotraj ljudi, zlasti če ste pred tem pokazali fazo in dve. "
Hunter ne razumite narobe: 50 milijonov ameriških dolarjev ni v povprečju Joeja, ampak za izstrelitev majhnih satelitov v vesolje, kar je precej majhno število. Na primer, vsaka misija vesoljskega letala stane 450 milijonov dolarjev, za lansiranje komunikacijskega satelita pa govorite od 50 do 400 milijonov dolarjev.
Največja pištola - dolga 1,1 km - bi imela približno 500 milijonov dolarjev, optimalno pa bi jo bilo mogoče izdelati v sedmih letih. Glede na to, da je pištola sama za večkratno uporabo in da bi lahko zajem vodika iz vsakega streljanja pištole prihranili pri stroških goriva, bi stroški za nekoga, ki želijo sprožiti tovor, znašali med 250 in 1000 dolarjev na funt.
Hunter je že opazil zanimanje različnih podjetij, je dejal.
"Obstajalo je eno zasebno podjetje, ki bo ostalo zaupno. Ohranili jih bomo zasebne, dokler se tu ne razcepi dim. Nekateri smo imeli resno zanimanje. To število kandidatov nameravamo znatno povečati. Imeli bomo več kandidatov kot zadnja republiška konvencija, to je moj cilj! "
Glede tega, ali je ta vrsta sistema zanimala raziskave in razvoj pri Nasi ali ne, je Hunter odgovoril: "Nismo se obrnili na NASA in mislim, da bo NASA končno postala naša stranka ... Grem na se bo v naslednjih nekaj tednih približal Nasi. "
Če želite izvedeti več o podrobnostih sistema dostave pištole in koristnega tovora, si oglejte zgornji vdelani Google Techtalk ali poslušajte epizodo The Space Show 15. januarja, v kateri je Hunter nastopil kot gost.
Vir: Physorg, Google TechTalk, telefonski intervju z Johnom Hunterjem
