水素ガス砲が軌道へのペイロードを発射する可能性がある(ビデオ付き)

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今宇宙に何かを入れるには、ロケットが必要です。しかし、代わりに、ロケットを使わずに、ペイロードを宇宙に運び込めば、1,000ポンド未満の場合はどうでしょうか。契約のようですね。

ローレンスリバモア国立研究所の物理学者であり、Quicklaunch、Inc.社の社長であるジョンハンター博士によると、水素を動力とする大砲を使用することは、宇宙への安価なアクセスのチケットかもしれません。そうです、衛星、燃料、その他の補給品を実際に宇宙に挿入するための「スペースガン」プラットフォームは、宇宙技術の次の大きなものになる可能性があります。

「宇宙に物を撃つ銃は?それはジュールヴェルヌから何かのように聞こえます!」そして、あなたは正しいでしょう。Verneの「地球から月へ」では、Columbedと呼ばれる巨大な大砲を使用して、ストーリーの3人のキャラクターを月に向けて推進しました。

「ジュールヴェルヌはそれを正しく理解しました。彼は正しい流体を選ぶ必要がありました」

ロケットは何十年にもわたって宇宙開発国の主力製品でしたが、ゲームの初心者はまだ始まったばかりです。スペースエレベータは、いわば「地面から離れた」状態になり始めています。つまり、スペースエレベーターゲームは、材料を宇宙に輸送する別の方法として、昨年の優勝者となりました。

「私たちは宇宙エレベーターについてよく耳にしますが、人々はいつも「宇宙エレベーターと関係がありますか?」と尋ねますが、私たちはテクノロジーの範囲内では対話しません。」ハンターは言った。

軽いガスの大砲は、本当に大きな銃が機能することを期待するのとほぼ同じように機能します。長い管の内側の一端で、ガス、水素、ヘリウム、またはメタンが最大圧力の15,000 PSIの極端な圧力に加圧されます。ハンターによって提案されました。ペイロードは大砲のこの端にあり、圧力が解放されると、ペイロードを保持している弾丸型の発射体が端から排出されます。水素はその軽さのために使用されます。発射体は大砲の内部を推進しているものよりも速く進むことができないため、軽いガス(より速く移動できる)により、発射体を13,000マイル/時(21,000 km / hr)を超える驚異的な速度に加速することができます。

これらの大砲は1960年代から存在していますが、宇宙ペイロードの配信技術には使用されていません。発射体の高度の記録的な大砲は、高高度研究プロジェクト(HARP)大砲でした。これは、米国国防総省とカナダの国防総省によって建設され、アリゾナ州のユマ試験場に設置されました。 1966年11月12日、Martlet-2C不活性発射体の180 km(112マイル)への突き出しに成功しました。

ハンター博士自身が開発した別のイテレーションは、ローレンスリバモア大学による1980年代後半の超高高度研究プロジェクト(SHARP、元の大砲へのオマージュ)でした。

ハンターは電話インタビューを通じてスペースマガジンに次のように説明しました。「1985年にリバモアで始めたのですが、大学院を卒業したばかりで、彼らは私にかなり簡単にできた電気銃を作るように雇いました。しかし、私はカクテルパーティーで男に遭遇しました。信じられないかもしれませんが。彼は私がポストプロダクションコイルガンに取り組んでいることを知っていて、彼は言った、「ジョン、これらのガス銃で9 km / sほどしか得られない12 km / sを得ることができるので、それらは素晴らしいです。」と私は言った。ガス銃とは何ですか?」それが、このボール全体の回転を始めたものです。結局のところ、電気銃はわずか5.5 km / s、ガス銃は11 km / sです。」

SHARPは、米国空軍が所有し、現在も所有しています。ハンターの会社は、銃をテストショットに利用するための5年間の契約を結んでいますが、垂直にショットを行うように設定されていません。 SHARPは当初、スクラムジェット用の極超音速エンジン用のテストベッドとして設計されました。高速に加速され、次に専用のエンジンを使用して、音速を最大8倍または9倍に押し上げます。

「多くの宣伝などがある公表されたショットに行く場合は、別のシステムに移動する必要があります。特定のシステム専用にすることができるため、システムを構築するのは大したことではありません。応用。私たちが空軍でショットをすることに決めた場合、それはおそらくショットを見ることができる人々のより小さなサブセットになるでしょう。空軍は彼らが物事をどのように行うかについては慎重なので、私たちは承認を得なければなりません。彼らは実際に銃を所有しています。」

そのため、ハンターは独自の方法で、従来のロケットの数分の1のコストでペイロードを輸送できる商業的に実行可能な大砲を開発しました。彼と他の2人の科学者、ハリーカートランド博士とリックツーグッド博士がクイックランチ社を設立しました。

「スペースインベストメントサミットが開催された9月30日、私たちはブロックから抜け出しました。その後、Googleでの講演、その後、Popular Scienceの記事を作成し、ベンチャーキャピタルグループについて説明しました。私たちは「ハッスルフェーズ」にあり、私はこのハッスルフェーズに6か月間いることを期待しています。しかし、このフェーズにいる間もハードウェアを信じているので、実際には2月下旬にデモ用の水中バージョンを用意します。基本的には正しい傾きを取得してショットを行います。 10フィートのプロトタイプになる」とハンター氏は語った。

最終的に、ハンターは赤道近くの海から発射する大規模な大砲を想定しています。海からの発射では、銃は旋回して旋回し、ペイロードをさまざまな軌道に簡単に発射できます。赤道の緯度から発射されたオブジェクトは、より少ないエネルギーでより高い軌道を取得できるため、赤道の近くにいることが必要です。これは、地球が最も速く回転している場所だからです。

ペイロードを軌道に乗せるには、ペイロード発射体に取り付けられた単段ロケットを使用することが重要です。最大の銃は7 km / s(4.3マイル/ s)を少し超える速度でパッケージを移動させると予測されているため、地球の脱出速度である11.2 km / sを超えるためには、追加のプッシュにブースターが必要です。 (6.95マイル/秒)。

大砲から発射する力は最大5,000 Gになる可能性があるため、発射体の1つに乗って人間が月や火星に発射することを期待しないでください。

最大の-そして最も高価な-大砲は、1,000ポンド(454 kg)のペイロードを低地球軌道(LEO)に打ち上げることができます。この大砲の予想コストは5億ドルですが、これは提案された一連の大砲の最終段階であり、最初は小さく、各反復から学んだ教訓に基づいて構築されます。

SHARPガンとプロトタイプモデルを使用した初期テストの後、2ポンド(0.9 kg)のペイロードを宇宙に打ち上げることができるシステムが設計されます。ハンター氏によると、この大砲のコストは約1000万ドルで、完成するまで2年かかります。

「[2lb機能ランチャー]は、実際にはCubesatコミュニティである小さなニッチに合わせて調整されています。キューブサットを「G硬化」できるので意味があります。私にとって、それは学者と連携できる素晴らしいニッチになるでしょう。もちろん、Cubesatを周回しているので、とても楽しいでしょう。フェーズ1では、イナートラウンドをフィードするだけで、20ショットを低いスペースに投入し、世界記録を10回または12回記録します。フェーズ2では、データを取得して送信するものを周回させます」とハンター氏は語った。

Cubesats –容量が1リットル(10cm立方体)未満で、重量が1キログラム未満の小型衛星–は、簡単に「G硬化」するか、巨大な大砲から発射される印象的な力に耐えることができます。

このシステムがテストされた後、ハンター氏は次のように述べています。「最初の商用システムは、100ポンド[45 kg]の能力を持つ5000万ドルのシステムになるでしょう。 5000万ドルは基本的にF-15の価格よりも安いです。それは、特にその前にフェーズ1と2を示した場合は、多くの人の手段の範囲内だと思います。」

ハンターを誤解しないでください。5,000万ドルは平均的なジョーの手段の範囲内ではありませんが、かなり小さい数の小さな衛星を宇宙に打ち上げるためです。たとえば、各スペースシャトルのミッションの費用は4億5,000万ドルで、通信衛星の打ち上げには5,000万ドルから4億ドルを費やしています。

長さ1.1 kmの最大の主砲は約5億ドルで、7年以内に最適に構築できます。銃自体は再利用可能であり、銃の各発射からの水素の回収は燃料費を節約するために実行できることを考えると、ペイロードを発射したい人の費用は1ポンドあたり250ドルから1000ドルの範囲です。

ハンター氏はすでにさまざまな企業から関心を集めていると語った。

「機密を保持する1つの民間企業がありました。ここで煙が消えるまで非公開にしておきます。一部の人々から深刻な関心がありました。その候補者を大幅に増やす予定です。前回の共和党大会よりも多くの候補者が集まるでしょう。それが私の目標です。」

このタイプのシステムがNASAでのR&Dに関心を持っているかどうかに関して、ハンターは答えました、「私たちはNASAにアプローチしていません。NASAは最終的に私たちのクライアントになると思います…私は今後2週間以内にNASAに接近する予定です。」

銃とペイロード配信システムの詳細については、上記のGoogle Techtalkをご覧になるか、ハンターがゲストとして出演したスペースショーの1月15日のエピソードをお聴きください。

出典:Physorg、Google TechTalk、John Hunterへの電話インタビュー

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