For å få noe ut i verdensrommet akkurat nå, trenger du en rakett. Men hva om du i stedet kunne gjøre unna raketten og fremdeles få nyttelasten din til verdensrommet, for under 1 000 dollar per kilo? Høres ut som en avtale, ikke sant.
Ifølge Dr. John Hunter, en fysiker ved Lawrence Livermore National Laboratory og president i selskapet Quicklaunch, Inc., kan det å bruke en hydrogendrevet kanon være billetten til billig tilgang til plass. Det er riktig, en "space gun" -plattform for å sette inn satellitter, drivstoff og andre forsyninger i verdensrommet, kan være den neste store tingen innen romteknologi.
Du kan kanskje si, “En pistol for å skyte ting ut i verdensrommet? Det høres ut som noe av Jules Verne! ” Og du hadde rett: I Vernes "Fra jorden til månen" ble det brukt en gigantisk kanon kalt Columbiad for å drive tre av karakterene i historien til månen.
"Jules Verne hadde det riktig, han måtte bare velge riktig væske," sa Hunter i en Google Techtalk, innebygd nedenfor.
Raketter har vært arbeidshesten til verdensomspennende nasjoner i flere tiår, men det er noen få nykommere i spillet som bare er i gang. Romheiser begynner å komme seg "fra bakken", så å si - Space Elevator Games viste seg som en vinner akkurat i fjor - som en alternativ metode for å transportere materialer ut i verdensrommet.
"Vi hører om romheiser mye av tiden, og folk spør alltid:" Er du relatert til romheiser? ", Men vi samhandler ikke så langt teknologiene går." Sa Hunter.
Lettgasskanoner fungerer nesten som du forventer at en virkelig, virkelig stor pistol skal fungere: i den ene enden inne i et langt rør blir en gass, hydrogen, helium eller metan presset til et ekstremt trykk, 15 000 PSI i den største kanonen foreslått av Hunter. Nyttelasten er i denne enden av kanonen, når trykket frigjøres, blir det kuleformede prosjektilet som holder nyttelasten kastet ut av enden. Hydrogen brukes på grunn av dens letthet. Siden et prosjektil ikke kan gå raskere enn det som skyver det langs innsiden av en kanon, gjør den lettere gassen - som kan bevege seg raskere - at et prosjektil kan akselereres til utrolige hastigheter, over 13 000 miles per time (21 000 km / t) .
Disse kanonene har eksistert siden 1960-tallet, selv om de ikke har sett bruk i teknologi for levering av nyttelast. Rekordinnstillingen kanon for høyden på et prosjektil var HARP-kanonen (High-Altitude Research Project). Det ble bygget av USAs forsvarsdepartement og Canadas avdeling for nasjonalt forsvar, og plassert i Yuma-beviser i Arizona. Den lyktes med å lobbe et Martlet-2C inert prosjektil til 180 km (112 miles) den 12. november 1966, som fremdeles står som høydeposten for denne typen pistol.
En annen iterasjon, utviklet av Dr. Hunter selv, var Super High-Altitude Research Project (SHARP, en hyllest til den opprinnelige kanonen) på slutten av 1980-tallet av Lawrence Livermore University.
Hunter forklarte til Space Magazine via telefonintervju, "Så dette er hva som skjer: Jeg startet i 1985 på Livermore og jeg var frisk av gradsskolen og de leide meg til å bygge elektriske våpen som jeg kunne ha gjort ganske greit. Men jeg fikk en fyr på en cocktailfest, tro det eller ei. Han visste at jeg jobbet med spolepistoler etter produksjon og han sa: 'John, de er fantastiske fordi du kan få 12 km / s der vi bare kan like 9 km / s med disse gasskanonene.' Jeg sa, ' Hva er en bensinpistol? "Det var det som startet hele ballen med å rulle. Som det viser seg, kommer elektriske kanoner bare til 5,5 km / s, og gasskanoner kommer til 11 km / s. ”
SHARP var - og er fremdeles - eid av USAs flyvåpen. Hunter's selskap har en femårskontrakt for å bruke pistolen for å teste skudd, men den er ikke satt opp til å gjøre skudd vertikalt. SHARP ble opprinnelig designet som testbed for hypersoniske motorer for scramjets - jetfly som er akselerert til høye hastigheter, og deretter bruker en egen spesialisert motor for å skyve opp til 8 eller 9 ganger lydens hastighet.
"Hvis vi skal til et publisert skudd, der det er mye publisitet og sånt, må vi gå til et annet system, som ikke ville være en stor sak å bygge et fordi jeg kunne dedikere det til det bestemte applikasjon. Hvis vi bestemmer oss for å gjøre skuddet med Luftforsvaret, vil det sannsynligvis være en mindre undergruppe av mennesker som kan se skuddet. Luftforsvaret er veldig nøye med hvordan de gjør ting, så vi må godkjenne det. De eier pistolen. "
Så Hunter har slått ut på egen hånd for å utvikle en kommersielt levedyktig kanon som kan levere nyttelast til en brøkdel av kostnadene for konvensjonelle raketter. Han og to andre forskere, Dr. Harry Cartland og Dr. Rick Twogood, dannet Quicklaunch, Inc.
“Vi kom ut av blokkene 30. september da vi hadde Space Investment Summit. Så holdt jeg foredraget på Google og deretter artikkelen Popular Science, og vi har nå orientert en risikokapitalgruppe. Vi er i "stressfasen", og jeg forventer at vi skal være i denne travle fasen i seks måneder, hvor vi må dra og shoppe prosjektet vårt. Men mens vi er i denne fasen, tror vi fortsatt på maskinvare, så jeg kommer til å ha en demonstrerende neddykket versjon sent i februar. I utgangspunktet vil den få riktig tilbøyelighet og ta bilder. Det kommer til å være en prototype på 10 meter, sa Hunter.
Til syvende og sist ser jeg for Hunter en kanon i stor skala som vil sjøs fra sjøen nær ekvator. Ved sjøsetting fra sjøen vil pistolen være i stand til å svinge og svinge rundt for å enkelt laste nyttelaster til forskjellige baner. Å være i nærheten av ekvator er nødvendig fordi det er der jorden snurrer raskest, slik at objekter som blir skutt ut fra ekvatorial breddegrad kan få en høyere bane med mindre energi.
Kritisk for å få nyttelastene i bane er bruken av en en-trinns rakett festet til nyttelastprosjektilet. Siden den største pistolen er anslått for å få pakken til å gå litt over 7 km / s (4.3 miles / s), er det nødvendig med en booster for den ekstra dytten for å få den forbi jordens rømningshastighet, som er 11,2 km / s (6,95 miles / s).
Forvent ikke å se mennesker skyte ned mot månen eller Mars ombord i et av prosjektilene, ettersom utskytningskraften fra kanonen kan være opptil 5000 Gs.
Den største - og dyreste - kanonen ville være i stand til å sette ut nyttelast på 454 kg (£ 4000 £) i en Low-Earth Orbit (LEO). Den anslåtte kostnaden for denne kanonen er $ 500 millioner, men dette er den siste fasen i en foreslått serie kanoner som vil starte i det små og bygge videre på leksjonene fra hver iterasjon.
Etter noen innledende tester med SHARP-pistolen og prototypemodellene, vil det bli designet et system som er i stand til å sette ut 2-pund (0,9 kg) nyttelast ut i verdensrommet. Kostnaden for denne kanonen, anslår Hunter, vil være rundt $ 10 millioner og det tar to år å få rulling.
“[2 lb capability launcher] er faktisk skreddersydd til en liten nisje, som er Cubesat-samfunnet. Det er fornuftig fordi vi kan “G-herde” kuber. For meg ville det være en fin nisje å kunne jobbe med akademikere. Det vil være mye moro fordi de selvfølgelig går i bane rundt cubesats. I fase en skal vi bare mate inerte runder, og vi skal kanskje gjøre 20 skudd på lav plass og bryte verdensrekorden ti eller tolv ganger. I fase to går vi i bane rundt ting som vil ta data og vil overføre, ”sa Hunter.
Cubesats - små satellitter som ikke er større enn et litervolum (10 cm kube) og veier mindre enn en kilo - kan lett "G-herdes", eller lages for å motstå de imponerende kreftene som blir lansert ut av en enorm kanon.
Etter at dette systemet er testet, sa Hunter, “Det første kommersielle systemet kommer til å være et system på 50 millioner dollar for 100 pund [45 kg]. $ 50 millioner er mindre enn prisen på en F-15, i utgangspunktet. Jeg tror det er ganske mange mennesker betyr, spesielt hvis du har demonstrert faser en og to før det. "
Misforstå ikke Hunter: 50 millioner dollar er ikke innenfor middelet til Joe, men for å lansere små satellitter ut i verdensrommet, er det et ganske lite antall. Hver romfergeoppdrag koster for eksempel 450 millioner dollar, og for å sette i gang en kommunikasjonssatellitt snakker du 50 millioner til 400 millioner dollar.
Den største pistolen - 1,1 km lang - ville løpe rundt 500 millioner dollar og kunne konstrueres i løpet av syv år, optimalt. Gitt at selve pistolen er gjenbrukbar, og at det å fange opp hydrogenet fra hver avfyring av pistolen kunne gjøres for å spare drivstoffkostnader, vil kostnadene for noen som ønsker å starte en nyttelast være mellom $ 250 og $ 1000 per kilo.
Hunter har allerede sett interesse fra forskjellige virksomheter, sa han.
“Det har vært ett privat selskap som vil forbli konfidensiell. Vi kommer til å holde dem private til røyken er klar her. Vi har hatt alvorlig interesse fra noen mennesker. Vi har til hensikt å øke antallet kandidater betydelig. Vi kommer til å ha flere kandidater enn den siste republikanske stevnet, det er mitt mål! ”
Når det gjelder hvorvidt denne typen system har hatt noen interesse fra FoU over på NASA, svarte Hunter: "Vi har ikke kontaktet NASA, og jeg tror NASA til slutt kommer til å bli en klient av oss ... Jeg kommer til nærmer seg NASA i løpet av de neste ukene. ”
For mer om de spesifikke detaljene om systemet med pistol og nyttelast, kan du se Google Techtalk som er innebygd ovenfor, eller lytte til 15. januar-episoden av The Space Show, der Hunter dukket opp som gjest.
Kilde: Physorg, Google TechTalk, telefonintervju med John Hunter
