Rakety jsou drahé, takže řada startupů s kinetickým startem pracuje na způsobech, jak jednoduše dostat náklad na oběžnou dráhu a snížit náklady. Tohle je velmi zábavné – šest mil dlouhé betonové dělo, které zmáčkne nosné rakety na rychlost 30 Machů za jednu sekundu.
Proč vypouštíme malé satelity do vesmíru na raketách? Generální ředitel Longshot Mike Grace má teorii: rakety jsou super šikovné válečné zbraně – snadno se vyrábějí, snadno se skrývají a pohybují se v lsti mezinárodní války.
Obranné rozpočty zaplatily vývoj raket, ale nechaly zaschnout jiné – potenciálně mnohem levnější – technologie orbitálních startů. Obchod s raketami dostal člověka na Měsíc. Grace podrobněji vysvětluje ve velmi zábavné a přímo konfrontační prezentaci, která se uskutečnila minulý měsíc na vesmírném workshopu Foresight Institute’s 2023 Space Workshop.
A mohu dodat, že každý konferenční řečník, který zahájí „OK poslouchej, kreténi“, je vítán, aby mi věnoval plnou pozornost. Koukni na to:
Michael Grace | Proč rakety pro kosmický start? @ Foresight Space Workshop ’23
Grace tu není proto, aby se rekreačně svezla na raketách; jeho společnost pracuje na alternativním, mnohem násilnějším přístupu k orbitálnímu startu. Tam, kde kolega SpinLaunch, startující v oblasti kinetického startu, již testuje svou schopnost roztočit nosnou raketu na šílené otáčky v odstředivé komoře a doslova ji vymrštit k nebi, Longshot chce dokončit práci s masivním, vícestupňovým pneumatickým dělem.
Dělo vyvinuté na základě nápadů na urychlení vícestupňových projektilů z roku 1800. Pokud chcete radikálně zvýšit dostřel a úsťovou rychlost děla, narazíte na problém: existuje jen tolik výbušné síly, kterou unese samotná hlaveň, a jen tolik, že plyn může expandovat, než přestane dávat vašemu projektilu užitečný účinek. TAM.
Vícestupňové „urychlovací zbraně“ se to pokoušejí vyřešit tak, že začnou relativně malým třeskem, aby se věc dala do pohybu, aniž by se zničila samotná zbraň, a pak to doplňují další rány, jak sjíždí z hlavně, každý přesně načasovaný ve snaze dát. je to další tlak, když to projde.
Hitlerův vícestupňový zrychlovací superkanón
Je to koncept pravděpodobně nejlépe známý pro jeho použití v kanónu V-3 nebo „Busy Lizzie“, který nacistické Německo začalo používat ke konci 2. světové války. Plánem bylo vykopat baterie o délce 150 m (492 stop). ) tunely do úbočí skalnatých kopců v západní části Němci okupované Francie a proměňují každý tunel ve vícestupňové dělo pomocí řady urychlovacích náloží poskytovaných raketovými posilovači na pevná paliva.
Jak si dokážete představit, něco takového nemůžete přesně zamířit, takže tyto zbraně měly být trvale cvičeny v Londýně, 165 km (103 mil) daleko přes Lamanšský průliv, kde by pršelo pravidelně 140 kg (310 -lb) výbušné granáty, které by přiletěly bez varování, nebo by sdělovaly letky bombardérů nad hlavou, jako větší verze „Pařížských děl“ s delším doletem, kterou Německo používalo k podobnému účinku během 1. světové války.
Naštěstí pro Londýn to tak nedopadlo. Po sérii neuspokojivých a někdy katastrofických testů bylo celé místo srovnáno se zemí britskou RAF slavnou bombardovací perutí „Dambusters“ a sérií 5400 kg (11 900 lb) „Tallboy“ hluboko pronikajících „zemětřesných“ bomb. Menší verze V-3 však dokázala vypálit asi 183 menších výbušných nábojů na vzdálenost 43 km (26 mil) z Německa směrem na Lucembursko, přičemž 10 zabila a 35 zranila, než byla rozebrána, když bylo jasné, že se místo chystá. být obsazen americkými vojáky.
Takže ano, dlouhá, vícestupňová děla se ve válce ukázala jako docela neúčinná. Byli příliš velcí na to, aby se mohli pohybovat, skrývat nebo dokonce mířit, byli to sedící kachny – nemluvě o tom, že Němcům bylo obtížné kontrolovat načasování náloží a nikdy se jim nepodařilo věc odpálit dále než 93 km (58 mil) před nejslibnější příklad vybuchl během testování.
Graham Bull a projekt HARP
Ale to neznamená, že základní myšlenka urychlovací pistole nebude fungovat pro nevojenské účely, tvrdí Grace. Zdůrazňuje, že pokud jde o levné orbitální starty, myšlenku nahradit rakety velkými zatracenými děly již v polovině 60. let prokázal projekt HARP Geralda Bulla.
„To jsou dvě děla bitevních lodí z 2. světové války přilepená od konce ke konci balíkovacím drátem,“ řekl Grace a ukázal na fotografii jednoho z děl Projektu HARP 16 palců, 119 stop (36,25 m). „A tenhle mrcha vypouštěl 300kilogramové projektily do výšky 350 kilometrů. A měl plány na vícestupňový raketový systém, který by byl schopen umístit Cubesat – což v té době nebyl nápad – na oběžnou dráhu. Jenže to nebyla kostka, ale puk. A lidé si říkali: ‚Takže, kolik elektronek se vám vejde do puku?‘ Psal se rok 1963! Co s tím sakra budeme dělat?“
Projekt HARP byl zlikvidován kanadskou vládou a Bull byl v roce 1990 zavražděn, agenti Mossadu ho pětkrát střelili do hlavy a považoval za bezpečnostní riziko pro Izrael poté, co předal koncept HARP Saddámu Husajnovi a začal vyvíjet téměř pětkrát větší verzi. , který by odpaloval raketami podporované granáty téměř celou cestu z Bagdádu do New Yorku nebo vypouštěl na oběžnou dráhu satelity o hmotnosti 540 kg.
A tak k Longshotu
Omlouvám se za ty tečny, ale čtení mě bavilo. Co přesně tedy Longshot navrhuje?
„Na vysoké úrovni je Longshot pneumaticky poháněné projektilové dělo,“ řekl technický ředitel Nato Saichek. „Nikde nedochází ke spalování… Klíčový poznatek a základní věc, díky které Longshot funguje, je, že místo tlačení zezadu můžeme tlačit i ze stran. Náš projektil má dlouhý, zkosený ocas, který visí zezadu a zmáčkneme ocas ze stran, stejně jako byste vymačkávali zubní pastu z tuby.“
„Tím, že využijeme geometrii tohoto ocasu, můžeme projektil tlačit dopředu mnohem rychleji než plyn přicházející ze stran,“ dodal Grace. „To nám umožňuje vzít poměrně pomalu se pohybující tekutinu – jako je stlačený vzduch – a přeměnit ji na dopřednou maximální rychlost střely, která má orbitální rychlosti.“
Jemnější přístup, který nabízí tato metoda stlačování stlačeného vzduchu, nabízí některé výhody; na hlavně by to mělo být mnohem snazší než výbušné nebo raketově poháněné snahy z minulých let. A zbraň lze rychle a snadno „přebít“ kompresorovými čerpadly po délce hlavně. Přesto jsou čísla, která se týkají startů do vesmíru, vzbuzující úctu.
„Dám vám obrázek, který mám z orbitálního startu z Longshotu,“ řekl Saichek. „Takže máme něco jako 10 kilometrů dlouhý betonový válec, který má v průměru něco jako 10 stop. A naložíme projektil do závěru, utěsníme ho a vystřelíme. Asi za jednu sekundu projektil vyletí z jedné Koncem hlavně k druhému. Vylétá rychlostí asi 10 kilometrů za sekundu (29. Mach). Projektil se zvedne z atmosféry a s křikem vyletí do horní stratosféry. Malá dodávka na nízkou oběžnou dráhu Země. „Udělám to znovu. A uděláme to znovu.“
Ale jakkoli je obrovský, na samotném sudu není nic zvláště vesmírného. „Je vyroben ze stejného materiálu, ze kterého byste postavili nadjezd. Je to měkká ocel a beton. Takže systém, který budujeme – který sedí na zemi a dělá všechnu tu práci a výsledkem je letecký výsledek – je opravdu část civilní infrastruktury“.
Přesto stojí 10 km cokoliv je stále poměrně drahá nabídka, takže Longshot se ocitl na prvním trhu, který může oslovit, aby generoval cashflow během fáze prototypování: testování hypersonických vozidel. Tým postavil prototyp v malém měřítku, který již překonal úsťovou rychlost Mach 2,2, a jakmile dosáhne Mach 5, bude společnost moci začít prodávat své služby vznikajícímu průmyslu hypersonických letadel.
Je zřejmé, že Longshot nebude použit k vypuštění lidí do vesmíru; zrychlení z nuly na Mach 30 za jednu sekundu zní jako skvělý způsob, jak proměnit muže ve viskózní skvrnu. Ale máme rakety na vytlačování měkkých, masitých věcí – co nemáme, je opravdu levný způsob, jak dostat méně rychle se kazící věci ze spárů gravitace v takovém množství, jaké budeme potřebovat pro více zapojený orbitální a Měsíc. -založené stavby.
I když Sam Altman z OpenAI je již zapojen do předběžného financování, čeká nás spousta výzev. Kam zařadit tato šest mil dlouhá hyperděla, protože každý start bude provázet Zemi otřásající a poněkud asociální hypersonický třesk. Dokonce i nalepení těchto věcí do pouště by mohlo ohlušit celé ekosystémy.
Pak existuje způsob, jak zajistit, aby betonový tunel nebyl rozkousán zúčastněnými silami. A jak navrhnout nosné rakety schopné odolat nejen masivním silám zrychlení, ale i brutálním ablativním efektům, které získáte, když se pokusíte protlačit věci atmosférou rychlostí 30krát vyšší než rychlost zvuku. Ve druhém případě Grace říká, že velikost je klíč.
„Je to otázka balistického koeficientu,“ řekl členovi publika na prezentaci Foresight v rychlém mistrovském kurzu blahosklonného tónu písní, který připomíná přeplňovanou verzi komiksového chlapíka z Simpsonovi. „Pokud se pokusíte jít malý, váš poměr plochy k objemu je na hovno a zlomek vozidla, který musí být ablativním materiálem, je velmi vysoký, potenciálně přesahuje 100 %.“
Na druhou stranu ty velké mohou nést spoustu ablativního stínění, a přesto je to jen malý zlomek celkové hmotnosti nosné rakety, což poskytuje spoustu prostoru pro raketu druhého stupně k umístění vozidla na oběžnou dráhu, a samozřejmě hodně užitečného zatížení.
Bude tento projekt fungovat, nebo je Longshot běh na dlouhou trať? Pán ví. Ale přinejmenším je to sakra zábavný nápad a těšíme se, že ho budeme následovat, když už pro nic jiného, než proto, abychom měli záminku sledovat spoustu dalších prezentací Mika Grace. V propagačním videu níže je bohužel o něco odměřenější a méně urážlivý.
Longshot – Hypersonic Kinetic Launch
Zdroj: Longshot
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com