Per ottenere qualcosa nello spazio in questo momento, hai bisogno di un razzo. Ma cosa succederebbe se invece riuscissi a sbarazzarti del razzo e ottenere comunque il tuo carico utile nello spazio, per meno di $ 1.000 al chilo? Sembra un affare, giusto.
Secondo il Dr. John Hunter, un fisico del Lawrence Livermore National Laboratory e presidente della società Quicklaunch, Inc., l'uso di un cannone a idrogeno potrebbe essere il biglietto per un accesso economico allo spazio. Esatto, una piattaforma "pistola spaziale" per inserire veramente nello spazio satelliti, carburante e altre forniture potrebbe essere la prossima grande novità della tecnologia spaziale.
Potresti dire: “Una pistola per sparare cose nello spazio? Sembra qualcosa uscito da Jules Verne! ” E avresti ragione: in "From the Earth to the Moon" di Verne un gigantesco cannone chiamato Columbiad è stato usato per spingere tre dei personaggi della storia sulla Luna.
"Jules Verne ha fatto bene, ha dovuto solo scegliere il fluido corretto", ha detto Hunter in un Techtalk di Google, incorporato di seguito.
I razzi sono stati il cavallo di battaglia delle nazioni spaziali per decenni, ma ci sono alcuni nuovi arrivati nel gioco che stanno appena iniziando. Gli ascensori spaziali stanno iniziando a "decollare", per così dire - i giochi Space Elevator si sono rivelati vincenti solo l'anno scorso - come metodo alternativo per trasportare materiali nello spazio.
"Sentiamo parlare di ascensori spaziali per la maggior parte del tempo e le persone chiedono sempre" sei imparentato con ascensori spaziali? ", Ma non interagiamo per quanto riguarda le tecnologie". Disse Hunter.
I cannoni a gas leggero funzionano quasi come ci si aspetterebbe che funzioni una pistola davvero grande: a un'estremità all'interno di un tubo lungo un gas, idrogeno, elio o metano, viene pressurizzato a una pressione estrema, 15.000 PSI nel cannone più grande proposto da Hunter. Il carico utile è a questa estremità del cannone, quando viene rilasciata la pressione, il proiettile a forma di proiettile che tiene il carico utile viene espulso dall'estremità. L'idrogeno viene utilizzato per la sua leggerezza. Poiché un proiettile non può andare più veloce di quello che lo spinge all'interno di un cannone, il gas più leggero - che può viaggiare più velocemente - consente di accelerare un proiettile a velocità incredibili, oltre 13.000 miglia all'ora (21.000 km / ora) .
Questi cannoni sono in circolazione dagli anni '60, anche se non hanno visto alcun uso nella tecnologia di consegna del carico utile nello spazio. Il cannone da record per l'altitudine di un proiettile era il cannone del progetto di ricerca in alta quota (HARP). Fu costruito dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e dal Dipartimento della Difesa nazionale del Canada e collocato nel terreno di prova di Yuma in Arizona. Il 12 novembre 1966 lanciò con successo un proiettile inerte Martlet-2C a 180 km (112 miglia), che rappresenta ancora il record di altitudine per questo tipo di pistola.
Un'altra iterazione, sviluppata dallo stesso Dr. Hunter, fu il progetto di ricerca Super High Altitude (SHARP, un omaggio al cannone originale) alla fine degli anni '80 della Lawrence Livermore University.
Hunter ha spiegato a Space Magazine tramite un'intervista telefonica: "Ecco cosa succede: ho iniziato nel 1985 a Livermore ed ero appena uscito dalla scuola di specializzazione e mi hanno assunto per costruire pistole elettriche che avrei potuto fare in modo abbastanza semplice. Ma ho incontrato un ragazzo ad un cocktail party, che ci crediate o no. Sapeva che stavo lavorando su pistole a bobina di post-produzione e ha detto: "John, sono fantastici perché puoi ottenere 12 km / s dove possiamo raggiungere solo 9 km / s con queste pistole a gas." Ho detto, " Che cos'è una pistola a gas? ”È così che è iniziata questa palla. A quanto pare, le pistole elettriche arrivano solo a 5,5 km / se le pistole a gas arrivano a 11 km / s. ”
SHARP era - ed è tuttora - di proprietà dell'Aeronautica degli Stati Uniti. La compagnia di Hunter ha un contratto di cinque anni per utilizzare la pistola per testare i colpi, ma non è impostato per eseguire i colpi in verticale. SHARP è stato originariamente progettato come banco di prova per motori ipersonici per scramjets: getti che vengono accelerati a velocità elevate, quindi utilizzano un motore specializzato per spingere fino a 8 o 9 volte la velocità del suono.
"Se stiamo andando a uno scatto pubblicizzato, dove c'è molta pubblicità e roba, dovremmo andare a un sistema diverso, che non sarebbe un grosso problema per costruirne uno perché potrei dedicarlo a quel particolare applicazione. Se decidiamo di fare il tiro con l'Aeronautica, probabilmente sarà un sottogruppo di persone più piccolo che potrebbe guardare il tiro. L'Air Force è piuttosto attenta a come fanno le cose, quindi dobbiamo ottenere l'approvazione. In realtà possiedono la pistola. "
Quindi Hunter si è dato da solo per sviluppare un cannone commercialmente valido in grado di consegnare carichi utili a una frazione del costo dei missili convenzionali. Lui e altri due scienziati, il Dr. Harry Cartland e il Dr. Rick Twogood, hanno formato Quicklaunch, Inc.
"Siamo usciti dai blocchi il 30 settembre quando abbiamo avuto il vertice degli investimenti spaziali. Poi ho parlato a Google e poi all'articolo Popular Science e ora abbiamo informato un gruppo di venture capital. Siamo nella "fase del trambusto" e mi aspetto che ci troveremo in questa fase del trambusto per sei mesi, dove dobbiamo andare a cercare il nostro progetto. Ma mentre siamo in questa fase crediamo ancora nell'hardware, quindi alla fine di febbraio avrò una versione sommersa dimostrativa. Fondamentalmente acquisirà la giusta inclinazione e farà scatti. Sarà un prototipo di 10 piedi ", ha detto Hunter.
Alla fine, Hunter immagina un cannone su larga scala che si lancerà dal mare vicino all'equatore. Nel lancio dal mare, la pistola sarà in grado di ruotare e oscillare per lanciare facilmente carichi utili su orbite diverse. Essere vicino all'equatore è necessario perché è lì che la Terra gira più velocemente, quindi gli oggetti lanciati dalla latitudine equatoriale possono ottenere un'orbita più alta con meno energia.
Fondamentale per mettere in orbita i payload è l'uso di un razzo a stadio singolo collegato al proiettile del payload. Poiché la pistola più grande è progettata per far andare il pacco a poco più di 7 km / s (4,3 miglia / s), è necessario un booster per quella spinta extra per superare la velocità di fuga della Terra, che è di 11,2 km / s (6,95 miglia / s).
Non aspettarti di vedere gli umani lanciarsi sulla Luna o su Marte a bordo di uno dei proiettili, poiché la forza di lancio del cannone potrebbe arrivare fino a 5.000 G.
Il cannone più grande - e più costoso - sarebbe in grado di lanciare carichi utili da 454 kg in un'orbita terrestre bassa (LEO). Il costo previsto per questo cannone è di $ 500 milioni, ma questa è l'ultima fase di una serie proposta di cannoni che dovrebbe iniziare in piccolo e basarsi sulle lezioni apprese da ogni iterazione.
Dopo alcuni test iniziali con la pistola SHARP e i modelli prototipo, verrà progettato un sistema in grado di lanciare nello spazio carichi utili di 2 libbre (0,9 kg). Il costo di questo cannone, secondo Hunter, sarà di circa $ 10 milioni e impiegheranno due anni per iniziare.
“[Il lanciatore di capacità da 2 libbre] è in realtà adattato a una piccola nicchia, che è la comunità Cubesat. Ha senso perché possiamo "indurire" i cubesati. Per me, sarebbe una bella nicchia per poter lavorare con accademici. Sarà molto divertente perché orbiteranno attorno ai Cubesat, ovviamente. Nella fase uno alimenteremo solo round inerti e faremo forse 20 colpi in uno spazio ridotto e battere il record del mondo dieci o dodici volte. Nella seconda fase orbiteremo cose che prenderanno i dati e trasmetteranno ", ha detto Hunter.
I cubesati - piccoli satelliti che non superano il volume di un litro (cubo di 10 cm) e pesano meno di un chilogrammo - possono essere facilmente "temprati" o fatti per resistere alle forze impressionanti di essere lanciati da un enorme cannone.
Dopo che questo sistema è stato testato, Hunter ha dichiarato: "Il primo sistema commerciale sarà un sistema da $ 50 milioni per una capacità di 45 kg [100 libbre]. 50 milioni di dollari sono sostanzialmente inferiori al prezzo di un F-15. Penso che ciò avvenga in molti modi, in particolare se prima hai dimostrato le fasi uno e due ".
Non fraintendere Hunter: $ 50 milioni non sono nel mezzo del Joe medio, ma per il lancio di piccoli satelliti nello spazio che è un numero piuttosto piccolo. Ogni missione dello space shuttle, ad esempio, costa $ 450 milioni e per lanciare un satellite per le comunicazioni stai parlando da $ 50 a $ 400 milioni.
La pistola più grande - 1,1 km di lunghezza - avrebbe una durata di circa $ 500 milioni e sarebbe in grado di essere costruita entro sette anni, in modo ottimale. Dato che la pistola stessa è riutilizzabile e che la cattura dell'idrogeno da ogni sparo della pistola potrebbe essere fatta per risparmiare sui costi del carburante, il costo per qualcuno che desidera lanciare un carico utile dovrebbe variare tra $ 250- $ 1000 per libbra.
Hunter ha già visto l'interesse di varie aziende, ha detto.
"C'è stata una società privata che rimarrà riservata. Li terremo privati fino a quando il fumo non si schiarirà qui. Abbiamo avuto un serio interesse da parte di alcune persone. Intendiamo aumentare sostanzialmente tale numero di candidati. Avremo più candidati rispetto all'ultima convention repubblicana, questo è il mio obiettivo! "
Per quanto riguarda il fatto che questo tipo di sistema abbia avuto o meno interesse da parte della R&S presso la NASA, Hunter ha risposto: "Non ci siamo avvicinati alla NASA e penso che alla fine la NASA diventerà un nostro cliente ... si avvicinerà alla NASA tra un paio di settimane. "
Per ulteriori informazioni sui dettagli specifici del sistema di consegna della pistola e del carico utile, guarda Google Techtalk incorporato sopra o ascolta l'episodio del 15 gennaio di The Space Show, in cui Hunter è apparso come ospite.
Fonte: Physorg, Google TechTalk, intervista telefonica con John Hunter
