Космическая пушка
Космическая пушка — метод запуска объекта в космическое пространство с помощью огнестрельного оружия типа огромной пушки или электромагнитной пушки. Относится к безракетным методам вывода объектов на орбиту.
В проекте высотных исследований Военно-морских сил США использовалась 16-дюймовая (406 мм) пушка с длиной ствола 100 калибров (40 м), стрелявшая 180-килограммовыми снарядами без разрывного заряда, имевшими начальную скорость 3600 метров в секунду, которые достигали максимальной высоты 180 километров. Следовательно, эта пушка позволяет снаряду выполнить суборбитальный космический полёт.
Однако пока ни одна космическая пушка ни разу не осуществила успешный запуск объекта на орбиту. Космическая пушка сама по себе не способна доставить объект на стационарную орбиту вокруг планеты без выполнения корректировки курса объекта после запуска, поскольку сама пушка является точкой траектории, а орбита — это замкнутая траектория. То есть, снаряд всё-таки должен быть «немного ракетой».
Технические аспекты
Большие
Сопротивление атмосферы создаёт дополнительные трудности и в управлении полётом уже выпущенного снаряда. Если ствол космической пушки достигает верхних слоёв стратосферы, где воздух менее плотный, то частично эти проблемы решаются.
Если будут найдены приемлемые решения этих основных проблем, то космическая пушка может обеспечить вывод грузов в космическое пространство по беспрецедентно низкой цене $ 550 за килограмм[1][2].
Вывод на орбиту
Космическая пушка сама по себе не способна к размещению объекта на стабильной орбите вокруг Земли. Законы тяготения не позволяют достичь стабильной орбиты без активной полезной нагрузки, которая выполняет коррекцию полёта после запуска. Траектория может быть параболической, гиперболической (если скорость движения будет достигать или превышать скорость убегания) или эллиптической (первая космическая скорость). Последняя заканчивается на поверхности планеты в точке запуска или в другой точке, учитывая вращение планеты и сопротивление атмосферы. Это означает, что неоткорректированная баллистическая траектория будет всегда заканчиваться падением на планету в пределах первого витка, если запуск произведен с первой космической скоростью. При запуске со второй космической скоростью снаряд выходит на орбиту вокруг Солнца, которая пересекается с орбитой Земли, однако, эта орбита, из-за возмущений от других планет, может измениться и более не пересекаться с орбитой Земли (гравитационный манёвр). В любом случае периоды обращения по этим орбитам Земли и запущенного снаряда будут отличаться, что приведет к отдалению момента столкновения снаряда и Земли.
Полезная нагрузка, предназначенная для достижения замкнутой орбиты, позволит, по крайней мере, выполнить некоторую корректировку курса, чтобы выйти на новую орбиту, не пересекающуюся с поверхностью планеты. Кроме того, ракета может использоваться для дополнительного изменения высоты, как это запланировано в проекте «Quicklaunch».
Вполне возможно, что в гравитационной системе нескольких тел, каковой является система Земля — Луна, могут существовать траектории, которые не пересекают поверхности Земли, но эти пути, скорее всего, не будут очень простыми и удобными и потребует гораздо больше энергии.
Ускорение
Если космическая пушка имеет
(Формула верна, если считать, что ускорение в стволе постоянно.)
Например, в космической пушке с вертикальным
Удвоение длины ствола теоретически снижает перегрузку в два раза (см. формулу).
При очень больших длинах ствола (порядка 2000 км) можно получить приемлемую для человека перегрузку. В этом случае ствол лучше располагать не вертикально, а горизонтально до выхода обреза ствола на границу космоса (100-километровая высота).
Практические попытки
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1a/Light-gas_gun.svg/220px-Light-gas_gun.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Project_Harp.jpg/140px-Project_Harp.jpg)
Германская программа времён Второй мировой войны по созданию
С практической точки зрения наиболее известной является недавняя попытка сделать космическую пушку артиллерийским инженером
После смерти Булла мало кто всерьёз пытался построить космическую пушку. Пожалуй, наиболее перспективным являлся «проект сверхвысотных исследований» в 1980-х годах в США, финансируемый в рамках разработки системы противоракетной обороны. Разработанная в Ливерморской лаборатории пушка на лёгких газах использовалась для испытания на огнестойкость объектов на скоростях до 9 М. Один из ведущих разработчиков Джон Хантер позже основал компанию «Jules Verne Launcher Company» в 1996 году, но она до сих пор не смогла найти финансирования для мульти-миллиардного проекта. В настоящее время он основал компанию «Quicklaunch».
В качестве альтернативы пушки на лёгких газах были также предложены ускорители типа прямоточных воздушно-реактивных двигателей. В других предложениях применяются электромагнитные методы ускорения, такие, как пушка Гаусса и рельсотрон.
В фантастике
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/FETMlaunch.jpg/150px-FETMlaunch.jpg)
Первой публикацией этой концепции было описание «пушечного ядра Ньютона» в 1728 г. в «Трактате о системе мироздания», хотя цель его в основном сводилась к мысленному эксперименту по демонстрации силы притяжения[4].
Наверное, самым известным описанием космической пушки является роман
Другим известным примером является водородная пушка с ускорителем, используемая марсианами для вторжения на Землю в романе
В романе
В ролевой видеоигре «
В видеоигре Paper Mario: The Thousand-Year Door компании Nintendo главный герой стреляет на Луну из большой пушки, заряжаемой от взрыва тысяч антропоморфных бомб. Это представлено в несколько комичной манере.
Кроме того, в серии видеоигр "
См. также
Примечания
- ↑ Космическая пушка стреляет спутником из глубины океана Архивная копия от 8 сентября 2010 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 21-03-2017 [2630 дней])
- ↑ Создатель маглева призывает летать в космос на поезде Архивная копия от 4 марта 2012 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 21-03-2017 [2630 дней])
- ↑ Автогонщик Дэвид Пэрли чудом выжил после страшной аварии Архивная копия от 25 мая 2011 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ Космические пушки Архивная копия от 25 апреля 2009 на Wayback Machine (англ.)
Ссылки
- Космическая пушка от QuickLaunch (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 21-03-2017 [2630 дней])
- Федерация американских учёных (FAS): Космическая пушка (англ.) (недоступная ссылка с 21-03-2017 [2630 дней])
- Изображение пушки Ньютона на высокой горе (англ.) (недоступная ссылка с 21-03-2017 [2630 дней])
- Пушка для запуска груза в космос (англ.)