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Kann Jules Vernes Vision von riesigen Weltraumkanonen jemals Wirklichkeit werden?

Vergiss Raketen, gigantische Kanonen könnten der Weg sein, um Sachen in den Weltraum zu bringen.

Die „nackte Kanone“ auf der Penya Roja Blickwinkelfoto/iStock

Seit den Anfängen der Science-Fiction haben sich viele Autoren und Denker einige interessante, wir wagen es zu sagen, fast verrückte Methoden ausgedacht, mit denen Menschen eines Tages den Kosmos erforschen könnten. Einige davon sind Realität geworden, wie Raketen, aber durchEines der ausgefallensten ist etwas, das als " bezeichnet wird. Weltraumkanone.

Eigentlich riesige, mächtige und kanonenähnliche Geräte, diese enormen technischen Teile werden seit Jahrzehnten in Betracht gezogen. Aber was genau sind sie und wie würden sie funktionieren?

Schauen wir uns das an.

Was sind Weltraumwaffen?

Wie Sie wahrscheinlich aus dem Namen ersehen können, sind Weltraumkanonen eine vorgeschlagene Methode, um Dinge mit einem großen Projektilwerfer in den Weltraum zu schießen. Die meisten Designs sind riesige Kanonen oder Kanonen und wurden vielleicht zuerst von niemand anderem als Jules Verne vorgeschlagensein Sci-Fi-Klassiker"Von der Erde zum Mond.

Quelle: Treue Bücher

In Vernes Vision der zukünftigen Raumfahrt unternimmt eine amerikanische Post-Civil War Society namens Baltimore Gun Club einen unerhörten Versuch, zum Mond zu fliegen. Clubmitglieder versuchen, eine riesige Columbiade eine Art Glattrohrkanone, um als riesige Schusswaffe zu fungieren, die groß genug ist, um Menschen in den Weltraum zu befördern.

Interessanterweise und in Anbetracht des Fehlens echter wissenschaftlicher Studien zu einem solchen Unterfangen unternahm Verne sogar einige Versuche, einige grundlegende Berechnungen zu den Anforderungen einer solchen Waffe anzustellen. Trotz seines Mangels an empirischen Daten haben sich seine Schätzungen als bemerkenswert genau erwiesen.

Im Gegensatz zu dem Szenario in Jules Vernes Fiktion ist es höchst unwahrscheinlich, dass eine solche Technologie, falls sie entwickelt wird, jemals realistischerweise dazu verwendet werden könnte, Menschen in den Weltraum zu befördern. Für nicht lebende, robuste Objekte hingegen könnte diese Technologiehaben einen gewissen Nutzen.

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In Bezug auf die Verwendung als Mittel zum Transport von Menschen in den Weltraum wären die G-Kräfte, die erforderlich sind, damit ein von Menschen getragenes Projektil Fluchtgeschwindigkeit erreichen kann, für den menschlichen Körper zu hoch. Für andere Objekte, wie Fracht oderbesonders robuste/robuste Satelliten usw. könnten Weltraumkanonen eine interessante und billigere Alternative zu Raketen sein.

Allerdings können die unglaublichen Kräfte, die mit dieser Art von Trägersystem verbunden sind, die Art von Dingen einschränken, die realistisch in den Weltraum abgefeuert werden könnten. Davon abgesehen sind die G-Kräfte, die bei Starts von Weltraumkanonen beteiligt sind, laut einigen „oft vorbei-übertrieben".

"Militärartilleriegeschosse haben heute GPS, Laserführungsoptik und Elektronik, die diese Beschleunigungen überstehen, also ist es möglich. Offensichtlich kann nicht alles auf diese Weise gestartet werden, aber der Kanonenstart ist gut geeignet, um Treibstoff und Gebäude zu startenMaterialien" erklärt Andrew Higgins, Professor am Department of Mechanical Engineering der McGill University, Kanada an die Großbritannien.

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Die Konzepte für diese Art von Gerät variieren erheblich, von der Verwendung von Verbrennung wie bei einer herkömmlichen Schusswaffe, Hochdruckgasen bis hin zu Railgun-ähnlichen Versionen. Pneumatische Startsysteme zum Beispiel beschleunigen die Nutzlast „Kugel“ sehr starklanger Lauf unter Verwendung von Luftdruck, der von einer bodengestützten Turbine oder anderen Mitteln erzeugt wird.

Für ballistische Weltraumkanonen ist das Konzept gut etabliert und sogar einigermaßen erprobt. Das Hauptproblem beim Erreichen des Weltraums mit dieser Technologie besteht jedoch darin, Wege zu finden, die sehr hohen Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, die zum Erreichen der Fluchtgeschwindigkeit erforderlich sind. Der Hauptfeind hier fürDie Technologie ist Luftwiderstand und aerothermische Erwärmung, die die Geschwindigkeit jedes Projektils im Laufe der Zeit erheblich verringern kann und wird.

„Mit hoher Geschwindigkeit durch den unteren dichteren Teil der Atmosphäre zu schlagen, ist ein intensives Wärmeübertragungsproblem, aber ablative Beschichtungen und Hitzeschilde an der Nase des Projektils sollten der Aufgabe gewachsen sein“, fügte Higgins hinzu.

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Während viele der früheren Versuche, eine Weltraumkanone Wirklichkeit werden zu lassen, inzwischen alle praktisch nicht mehr funktionieren, scheint die Realität der Weltraumkanonen vorbei zu sein. Experten wie Higgins zufolge könnte sie jedoch in Zukunft wieder aufleben.

„Anstatt die erste Stufe einer Rakete wegzuwerfen, würde die Verwendung einer großen Kanone für die erste Stufe es ermöglichen, diese Hardware wiederzuverwenden und leicht zu warten“, sagte er.

Werfen wir einen Blick auf einige bemerkenswerte Versuche aus der realen Welt, eine funktionierende Weltraumwaffe herzustellen.

1. Die Deutschen haben im Zweiten Weltkrieg etwas Ähnliches gebaut - außer für den Krieg, nicht für die Weltraumforschung

Quelle: Sanders, TRB/Wikimedia Commons

Während des Zweiten Weltkriegs stellte Deutschland eine Reihe experimenteller Waffenplattformen her, um das Blatt der Schlacht zu seinen Gunsten zu wenden. Das Programm mit dem Namen „Rachewaffen“ bestand aus der bekannten V1-Flugbombe und derdie erste ballistische Langstreckenrakete der Welt, die V2-Rakete.

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Aber es gab noch ein drittes Waffe namens V-3. Es war ein auch bekannt als Hochdruckpumpe "Hochdruckpumpe", oder kurz HDP — a Codename soll den wahren Zweck des Projekts verbergen. Es war auch bekannt als Fleißiges Lieschen "" beschäftigte Lizzie".

Diese Waffe sollte verwendet werden, um Projektile über unglaublich große Reichweiten von strategischen unterirdischen Orten in ganz Europa abzufeuern.

Die erste Testanlage wurde in der Region Pas-de-Calais in Frankreich in einer streng geheimen unterirdischen Anlage gebaut, die an der Oberfläche nicht sichtbar ist. Innerhalb der Anlage wurde eine Reihe extrem langer „Fässer“ in speziellen Winkeln gebautKammern, die warenausgebildet in London, UK.

Jeder war in der Lage, eine Granate mit einem Gewicht von 140 kg 310 lb und einem Durchmesser von 15 cm 5,9 Zoll über eine Entfernung von weit über 88 km 55 Meilen abzufeuernTreibladungen wurden entlang des Laufs platziert, um das Projektil auf unglaublich hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen.

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Wenn das Projektil jede Sekundärladung passierte, wurde es ausgelöst, wodurch mehr heißes Gas hinter dem Projektil entladen, es weiter nach vorne geschoben und das Projektil beschleunigt wurde. Zu diesem Zweck wurden Feststoffraketen-Booster verwendet. Im Vergleich zu SprengstoffLadungen, sie waren viel sicherer in der Handhabung und einfacher zu installieren und zu ersetzen.

Die Ladungen wurden in symmetrischen Paaren entlang der Länge des Laufs angeordnet und in Richtung der "Mündung" geneigt, um ihre Wirkung auf die Basis des Projektils beim Vorbeiflug zu maximieren.

Interessanterweise wurden der Lauf und die Seitenkammern als identische Abschnitte konstruiert, um die Produktion zu vereinfachen und den Austausch beschädigter Abschnitte zu ermöglichen. Dies bedeutete auch, dass sie relativ einfach in Abschnitten konstruiert und möglicherweise bewegt werden konnten.

Die Innenfläche des Laufs war glatt und die verwendeten Projektile bestanden aus flossenstabilisierte Schalen, die eher von aerodynamischen Kräften als von abhingen gyroskopisch Kräfte zur Verhinderung des Umfallens unterscheidet sich von herkömmlichen gezogen Waffen, die das Projektil zum Drehen bringen.Dieses Setup führte zu einem niedrigeren Luftwiderstandsbeiwert und ein stabilerer Flug nach dem Start.

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Die V-3, wenn sie jemals fertiggestellt und erfolgreich gewesen wäre, hätte London aus der relativen Sicherheit des von Deutschland besetzten Frankreichs leicht alle sechs Sekunden mit einer Granate bombardieren können. Es hätte keine zuverlässige Verteidigung oder Gegenmaßnahme dagegen gegebenein solcher Angriff, der über die Zerstörung der Waffe hinausgeht.

Der Verbleib der Waffe wurde entdeckt und ein Bombenangriff wurde angeordnet, um die Anlage auszuschalten, bevor sie fertiggestellt werden konnte. Die Stätte existiert noch heute und ist heute ein Museum, in dem Besucher die Überreste der Anlage und der Waffen besichtigen können.

Ähnliche, aber kleinere Versionen der Waffe wurden jedoch verwendet, um Luxemburg von Dezember 1944 bis Februar 1945 zu bombardieren.

Die Waffe hätte mit viel Modifikation und Weiterentwicklung durchaus auch für den Einsatz als eine Art Weltraumkanone angepasst werden können.

2. Die USA entwickelten einst ein Weltraumgeschütz gegen ballistische Raketen

SHARP, beachten Sie die charakteristische L-Form. Quelle: NASA

In den 1980er Jahren versuchten die Vereinigten Staaten einmal, eine bodengestützte Kanone zu entwickeln, die ballistische Raketen im erdnahen Orbit anvisieren und ausschalten konnte. Entwickelt als Teil der Forschungsprojekt in extremer Höhe SHARP, es wurde nie fertiggestellt.

Während der Entwicklung war die Waffe zu dieser Zeit die größte Gaspistole der Welt.

Das System bestand aus einer Leichtgaskanone, die, falls jemals vollständig entwickelt, dazu bestimmt war, Ziele mit einer Geschwindigkeit von mehr als Mach 9 oder 6.905 mph 11.113 km/h zu zerstören. Die Weltraumkanone wurde am Lawrence Livermore Laboratory entwickelt und komprimiert verwendetGas, um Projektile auf extrem hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen.

Ähnliche Technologie wird in verschiedenen Physik-Experimentiergeräten verwendet, um die Auswirkungen von Hochgeschwindigkeitseinschlägen von Dingen wie Meteoriten usw. zu untersuchen. Sie funktioniert ähnlich wie Luftgewehre mit Federkolben, indem ein größerer Kolben verwendet wird, um Gas durch einen Lauf zu drücken.

SCHARF jedoch statt aus einem einzigen langen Lauf zu bestehen, bestand aus einem L-förmigen Design mit zwei separaten Abschnitten. A Methan Gasgemisch wird hinter dem Kolben gezündet und die resultierende Explosion treibt den Kolben schnell in den Lauf und komprimiert ein vorgespanntes Gas im Lauf. Ein kleines Projektil wird in das Abschussrohr eingeführt und dann mit extremer Höhe in den Lauf getriebenGeschwindigkeiten. Der enorme Rückstoß des Geschützes wurde dann von speziell konstruierten Schienenschlitten absorbiert.

SHARP war im Test in der Lage, seine 5 kg 11 lb schweren Projektile mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 km/s 6.700 mph bis zu einer Höhe von 450 km abzufeuern. Weitere Tests waren geplant, um den Lauf in Richtung Weltraum anzuheben und dieDesign, um es zu ermöglichen, Projektile mit mehr als Mach 21 abzufeuern, das Projekt wurde jedoch später Anfang der 1990er Jahre eingestellt.

3. SHARP hätte zu einem noch größeren "Jules Verne Launcher" führen können

So beeindruckend SHARP zu seiner Zeit auch war, es wäre nur der erste Schritt zu einer noch größeren und viel beeindruckenderen Weltraumkanone namens " gewesen. Jules Verne Launcher". Dies wäre eine noch größere Version von SHARP mit einem 11.500 Fuß langen 3.500 m Lauf gewesen.

Laut einer damaligen Studie des Teams hinter SHARP ist die " Jules Verne Launcher" hätte "3,3 metrische Tonnen in eine 500 km niedrige Erdumlaufbahn bringen können."

Beeindruckend genug, aber die Wissenschaftler, die das Projekt vorgeschlagen haben, machten weiterhin einige kühne Vorhersagen über die Waffe und schrieben, "Unsere Ergebnisse zeigten, dass das JVL in der Lage sein wird, jährlich 1000 Tonnen Nutzlast an LEO zu liefern. Die Kosten werden 5 % der besten Lieferkosten für US-Raketen betragen. Diese Technologie wird die nächste Phase [unserer] Exploration von ermöglichenPlatz."

Die Anfang der 1990er Jahre entworfene Weltraumkanone hätte verwendet werden können, um Satelliten ohne Rakete in die Umlaufbahn zu bringen. Mit potenziellen Kosten von rund 1 Milliarde US-Dollar konnte das Projekt nicht genügend Unterstützung sammeln, um jemals die Finanzierung zu erhalten.

Unter anderem aus diesem Grund hat es das Reißbrett nie wirklich verlassen.

4. „Quicklaunch“ ist eine Unterwasservariation zum Thema Weltraumkanonen

Künstlerische Darstellung der inzwischen nicht mehr existierenden "Quicklauncher"-Weltraumkanone. Quelle: Schnellstart/Wikimedia Commons

Nach der Stornierung von SHARP, eines seiner kritischen Teammitglieder, John Hunter, beschloss, die Idee im privaten Sektor weiterzuentwickeln. Zu diesem Zweck gründete er Mitte der 1990er Jahre die Jules Verne Launcher Company inzwischen aufgelöst und später dieQuicklaunch Company ebenfalls inzwischen aufgelöst.

Diese privaten Unternehmen arbeiteten weiter an dem Konzept und bewarben sich gleichzeitig um private Investitionen, wobei das Unternehmen 2012 rund 500 Millionen US-Dollar aufbringen konnte. Idee für die Weltraumkanone "Quicklauncher" sollte eine große Leichtgaskanone fertigstellen, die in der Lage ist, Treibstoff oder andere Schüttgüter an ein weltraumgestütztes Depot zu liefern, die den extremen Kräften standhalten, die von dieser Art von Weltraumliefersystem erzeugt werden.

Darüber hinaus deuten andere Vorschläge für das System darauf hin, dass es in einem großen Gewässer in einer Tiefe von etwa 183 m 600 Fuß eingesetzt werden könnte100 lbs 45 kg in eine erdnahe Umlaufbahn.

Um den Schleudereffekt optimal zu nutzen, sollte die Weltraumkanone am besten so nah wie möglich am Äquator aufgestellt werden und in der Lage sein, bis zu zehn Trägerraketen pro Tag abzufeuern.

Laut Hunter kam das Projekt wegen „interner Probleme“ nie richtig in Gang. 2016 hat er sagte dem Großbritannien „Es ist nicht mehr. Es gibt dort etwas geistiges Eigentum, aber die Mitglieder haben sich getrennt.“

Hunter glaubte jedoch, dass sein Ansatz einen großen Beitrag zur angemessenen Reduzierung der Kosten für die Beförderung von Nutzlasten in den Weltraum leistete. Berichten zufolge hat er jeden mit genügend Geld und Motivation ermutigt, sich dem Mantel anzunehmen und die Technologie erneut zu untersuchen, obwohl her fügte hinzu, dass der Fortschritt von Space X es unwahrscheinlich macht, dass Supergun-Projekte neu gestartet werden.

„Im Moment ist bei der Arbeit, die Elon Musk mit Space X leistet, kein Platz für ein Projekt wie Quicklaunch.“ Hunter sagte dem Großbritannien . „Aber ich freue mich wie eine Muschel für Elon, das bin ich wirklich, weil es den Affen von meinem Rücken nimmt.“

5. Saddam Husein hat sogar versucht, einen zu machen, wenn auch aus anderen Gründen

Abschnitte von "Big Babylon"-Laufabschnitten in den Royal ARmories, Fort Nelson, Portsmouth. Quelle: Geni/Wikimedia Commons

Von allen Versuchen, Jules Vernes Vision zu verwirklichen, war vielleicht der nächste "Projekt Babylon," Ende der 1980er Jahre entwickelt. Entwickelt von dem Artillerie-Ingenieur Gerald Bull, wurde die Waffe für die Verwendung durch die irakische Regierung unter Saddam Hussein entwickelt.

Gerald Bull war ein kanadischer Ingenieur und Erfinder, der große Ambitionen hatte, Wortspiel beabsichtigt, spezialisierte große Kanonen zu entwickeln, die Dinge wie Satelliten von Stützpunkten auf festem Boden in die Umlaufbahn schießen konnten.

In den frühen 1980er Jahren wurde Bull von irakischen Beamten kontaktiert, um ihnen bei der Entwicklung einer speziellen Artillerie für den Iran-Irak-Krieg zu helfen. Zu dieser Zeit war Saddam Husein Verteidigungsminister des Irak und er hatte einige Ambitionen, ein irakisches Raumfahrtprogramm zu entwickeln.

Bull war offensichtlich von der Möglichkeit fasziniert, insbesondere vom Teil des Weltraumprogramms, und stimmte zu. Zu diesem Zweck erhielt er ein Budget von 25 Millionen US-Dollar, um das zu entwickeln, was das Projekt Babylon werden sollte.

In den späten 1980er Jahren wurden drei Superguns entwickelt, darunter zwei „Big Babylon“-Geschütze in Originalgröße mit einem Kaliber von 39,37 Zoll 1000 mm und ein Prototyp mit einem Kaliber von 13,87 Zoll 350 mm namens „Baby Babylon“. Ersteres wäre, wenn es fertiggestellt wäre, 156 Meter 512 Fuß lang gewesen.lang. Es hätte auch 1.510 Tonnen gewogen - viel zu groß, um transportiert zu werden. Zu diesem Zweck wäre es in einem 45-Grad-Winkel an einem Hang montiert worden.

Unter Verwendung eines speziellen Treibmittels wurde geschätzt, dass die Kanone ein 600-kg-Projektil 1322,77 lb auf eine Reichweite von 1.000 km 621 Meilen hätte abfeuern können, mehr oder weniger. Alternativ könnte die Kanone verwendet werden, um a2.000 kg 4409,245 lb schweres, raketenunterstütztes Projektil mit einem 200 kg 441 lb schweren Satelliten.

Bull wurde tatsächlich ermordet, bevor das Projekt jemals abgeschlossen werden konnte. Bis heute ist wenig bekannt, welches Land oder welche Person die Tat tatsächlich begangen hat, aber es wurde stark darauf hingewiesen, dass der israelische Mossad der wahrscheinlichste Kandidat ist. Israel hat es offiziellbestritten jegliche Verbindung zu dem Ereignis, und die Vereinigten Staaten, das Vereinigte Königreich, Südafrika und hochrangige Persönlichkeiten im Irak selbst hatten auch Gründe, den Anschlag angeordnet zu haben.

Nach Bulls Tod ist das Projekt praktisch ins Stocken geraten und Teile, die für die Supergun bestimmt sind, sind dauerhaft im ausgestellt. Königliche Waffensammlung in Fort Nelson in Hampshire, England, Vereinigtes Königreich.

Im Moment ist das Konzept der Weltraumkanonen ziemlich tot. Die Sprünge und Grenzen, die von privaten Raketenfirmen wie SpaceX gemacht werden, verdrängen im Moment effektiv die potenziellen Vorteile von Weltraumkanonen.

Aber sag niemals nie. Es besteht die entfernte Möglichkeit, dass private Unternehmungen irgendwie "den Ball fallen lassen" und Raum für Weltraumkanonen lassen, um eine Rückkehr zu machen.

Die Technologie, die den meisten Designs von Weltraumkanonen zugrunde liegt, existiert jedoch noch heute – wenn auch in viel kleinerem Maßstab. Verschiedene Universitäten verwenden sie regelmäßig, um Hochgeschwindigkeitseinschläge auf Dinge wie Satelliten-„Panzerung“ zu testen.

Diese Geräte analysieren effektiv die Auswirkungen von Hochgeschwindigkeits-Weltraumschrott, um Wege zu finden, Satelliten im Orbit besser zu schützen. Weltraumkanonen, oder besser gesagt leistungsstarke Gaskanonen, sind die einzige realistische Möglichkeit, diese Ereignisse auf der Erde zu simulieren.

Werden wir in Zukunft eine Wiederbelebung von Weltraumkanonen erleben? Ähnlich wie Norman Peales berühmtes Zitat „Shooting for the Moon.

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