Запуски в космос за допомогою традиційних ракет – заняття складне, дороге, небезпечне та несприятливе для навколишнього середовища. Тому різні компанії та організації займаються розробкою альтернативних способів доставлення вантажів на навколоземну орбіту. Нещодавно ми розповідали про компанію SpinLaunch, що розробляє кінетичну систему запуску, ракета якої розганяється до неймовірної швидкості в круглій вакуумній камері і вистрілюється вертикально зі швидкістю 6 Махов. Проте компанія Green Launch пропонує простіше рішення – використання величезної газової зброї.
Одним із засновників та керівників компанії Green Launch є доктор Джон В. Хантер (Dr. John W. Hunter), який близько 30 років тому очолював програму Super High Altitude Research Project (SHARP) у Ліверморській національній лабораторії. Нагадаємо нашим читачам, що в рамках цієї програми проводилася розробка найбільшої та потужної гармати, здатної закидати снаряди у космічний простір.
У ході реалізації програми SHARP у 1992 році було побудовано гармату, довжиною 122 метри. Як заряд використовувалася суміш водню, гелію і кисню, а снаряд у стовбурі цієї гармати розганявся до швидкості 9 махів.
Зараз компанія Green Launch вже створила експериментальну 16.5-метрову водневу зброю і зробила кілька пострілів з неї. У режимі вертикального пострілу снаряд пішов в атмосферу зі швидкістю 3 Маха, а пізніше цього року потужність пострілів буде збільшена так, щоб снаряд із цієї зброї перетнув кордон Кармана, висоту в 100 кілометрів, вище за яку вже починається космічний простір.
“За нашими розрахунками максимальна швидкість розгону снаряда при використанні водневого палива становить 11.2 кілометри на секунду (32.7 Маха)” – розповідає Джон Хантер – “Але ми плануємо обмежити швидкість запуску до 6 кілометрів на секунду, заощаджуючи ресурс ствола зброї”.
Як снаряд використовуватиметься невелика двоступенева ракета, двигуни якої додадуть їй додаткове прискорення, необхідне для виходу на навколоземну орбіту. Оскільки воднева зброя надасть ракеті велику швидкість на виході, то ця ракета буде меншою і легшою за ракету системи SpinLaunch.
За попередніми оцінками, космічна воднева зброя зможе робити постріл кожні 60-90 хвилин. При цьому вартість одного пострілу буде мінімальною. Це дозволить компаніям здійснювати запуск цілих сузір’їв супутників, значно знижуючи витрати та перерозподіляючи ризики.
“Ви можете втратити відразу всі 200 супутників, наприклад, якщо при запуску ракети щось піде не так”, – розповідає Джон Хантер. При цьому, звичайно, можуть вийти з ладу та бути втрачені кілька супутників, але такий випадок легко передбачити та вжити відповідних заходів”.
Основною проблемою при запуску за допомогою гармати стане прискорення, яке впливатиме на конструкцію супутника, що запускається, і на вбудовану електроніку. Максимальне прискорення досягатиме значення 30 тисяч g, але як показали випробування, заливка пластичним епоксидним компаундом та використання інших додаткових методів захисту дозволяють електроніці витримати такі навантаження без шкоди.
“Зараз ми щільно працюємо з Каліфорнійським університетом у Сан-Дієго та з Гарвардом, отримуючи фінансування від Національного наукового фонду” – розповідає Джон Хантер, – “Незабаром ми почнемо зондування атмосфери на висотах від 30 до 100 кілометрів. Хімічний та ізотопний аналіз складу цінними даними для вчених-кліматологів, які вивчають енергетичний баланс нашої планети. І ми за допомогою нашої гармати зможемо збирати зразки на висотах, надто великих для повітряних куль і надто малих для штучних супутників”.