Nowy sposób na podbój kosmosu. Działa i katapulty mogą zastąpić rakiety

Postęp techniczny otworzył nowe możliwości przed czymś, co jeszcze niedawno wydawało się ślepą uliczką technologii. Kalifornijski start-up Longshot buduje działo z lufą o długości blisko 10 km, które będzie w stanie wysyłać na orbitę satelity i zaopatrzenie dla stacji kosmicznych. Nie będzie to klasyczny wystrzał dzięki ładunkowi prochowemu, bo chodzi o kinetyczny system startowy. Jeśli przedsięwzięcie się powiedzie, może radykalnie obniżyć koszt wyniesienia kilograma ładunku w kosmos. Także inne firmy – takie jak SpinLaunch – pracują nad podobną koncepcją.

W kilka sekund 29 machów

Longshot opracowuje wielostopniowe działo, które inżynierowie określają jako wielostopniowy akcelerator pocisków. Ma przyspieszać małe ładunki do prędkości 29 machów w ciągu kilku sekund. Po osiągnięciu prędkości startowej ładunek opuszcza lufę. System wspierają boczne wtryskiwacze, które popychają pojazd do prędkości hipersonicznych, „ściskając ładunek powietrzem”.

– Longshot jest pneumatycznym działkiem pociskowym. Nigdzie nie ma spalania. Podstawową rzeczą, która sprawia, że Longshot działa, jest to, że zamiast naciskać od tyłu, ładunek możemy również naciskać z boków. Nasz pocisk ma długi, zwężający się ogon, który zwisa z tyłu, a my ściskamy go z boków w taki sam sposób, w jaki wyciskamy pastę do zębów z tubki – tłumaczy dyrektor techniczny Longshot Nato Saichek w rozmowie z Interesting Engineering.

Wykorzystanie sprężonego powietrza do startów kosmicznych ma pewne zalety. Jest mniej destrukcyjne dla lufy w porównaniu z metodami wybuchowymi lub rakietowymi stosowanymi w przeszłości. Dodatkowo działo można szybko i łatwo przeładować za pomocą sprężarek.

Czytaj więcej

Globalne Interesy

Nowa potęga w kosmosie. Teraz łazik księżycowy, w 2024 r. ludzie na orbicie

Indie dość niespodziewanie dobiły do stawki krajów liczących się w kosmicznym wyścigu. Wysłanie sondy na Księżyc to tylko wstęp do lotów załogowych i budowy stacji orbitalnej.

Działo składa się z betonowego cylindra o długości 10 km, który ma średnicę około 3 m. – Ładujemy pocisk do zamka, uszczelniamy go i strzelamy. Pocisk przechodzi z jednego końca lufy na drugi w ciągu około 1 sekundy. Wychodzi, lecąc około 10 km na sekundę (29 machów). Pocisk odrywa się od atmosfery i leci z hukiem na niską orbitę okołoziemską. A potem robimy to jeszcze raz, i jeszcze raz – mówi Nato Saichek.

Takich projektów jak Longshot jest więcej. Green Launch proponuje krótszą lufę o długości „tylko” 16,5 m i prędkość pocisku z ładunkiem przekraczającą 3 machy, czyli 3675 km na godzinę, co ma umożliwia dotarcie z powierzchni Ziemi na orbitę w 10 minut. W tym przypadku rura jest wypełniona wodorem z domieszką helu i tlenu. W momencie zapłonu gazy szybko się rozprężają, a pocisk wylatuje w kosmos. Docelowa prędkość ładunku ma wynosić 20 machów. Firma Green Launch chciałaby początkowo wysyłać urządzenia do pobierania próbek atmosferycznych do badań nad klimatem, a docelowo satelity na orbitę.

Najbardziej zaskakującym rozwiązaniem może się jednak wydać urządzenie, nad którym pracuje firma SpinLaunch. To nie działo, a coś w rodzaju kosmicznej katapulty. Ten akcelerator orbitalny jest napędzany elektrycznie. Składa się z dużej komory próżniowej, linki hipersonicznej, mechanizmu zwalniającego i tunelu startowego. W komorze znajduje się wirówka, która kręcąc się z ogromną prędkością, wyrzuca ładunek. Możliwe jest nawet kilkadziesiąt takich „strzałów” dziennie. Prace nad takim rozwiązaniem umożliwił postęp w dziedzinie produkcji nanorurek i włókien węglowych. Inżynierowie zmagają się bowiem z problemem nagrzewania się pocisku i ogromnych przeciążeń.

Czytaj więcej

Technologie

Rakiety jądrowe zabiorą ludzi w komos. Podróż na Marsa wielokrotnie szybsza

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) rzuca wyzwanie Amerykanom, rozpoczynając prace nad napędem jądrowym statków kosmicznych. Prym w badaniach wiodą Czesi i Niemcy.

Próbę złamania monopolu rakiet wystrzeliwanych z ziemi podjął wcześniej miliarder Richard Branson, właściciel Virgin Orbit. Niestety, była to próba nieudana. Polegała na pakowaniu niewielkich ładunków do rakiety i wystrzeliwaniu jej spod specjalnego samolotu. A jednak działo czy katapulta to już całkowicie coś innego i trzeba przyznać – szokującego.

Chodzi o wielki biznes. Wokół Ziemi krąży ponad 5 tys. obiektów, a w związku z m.in. rozwojem takich systemów łączności internetowej jak Starlink czy Kuiper ich liczba wzrośnie dziesięciokrotnie w kilkanaście lat. Nowe metody dostarczania ich na orbitę to niższe koszty – np. paliwa – i mniejsza emisja CO2, choć ta technologia raczej nigdy nie pozwoli na wysyłanie w kosmos ludzi.