太空大炮是指美國一個名叫約翰·亨特的科學家提出的、將貨物送入太空軌道的一尊長1.1千米的巨型大炮,故也名太空巨炮。
據外媒報道,宇宙飛船已經在軍事行動中使用了幾十年。間諜衛星從空中俯瞰,它們揭示了交戰方在計劃和實施襲擊時可能能發現有用的信息,但要說到太空中真正的武器,這些信息并不存在。唯一的例外是俄羅斯的OPS-2空間站,其于1974年發射并裝備了第一個太空大炮。
基本信息
(GrandCannon;Outer space cannon )。
使用太空大炮把貨物送上太空軌道,將可以極大節約發射費用成本,每磅成本僅為250美元,而使用火箭把東西送上太空軌道,每磅的成本高達5000美元。這名科學家與兩位曾任職于勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家在加州圣迭戈創建了一家稱為“Quicklaunch”的公司,專門研制太空大炮。1992年在勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室工作時,他們便有了建造這種太空巨炮的構想。當時他們曾建造了一尊130米的大炮,測試極超音速引擎,用甲烷驅動活塞后壓縮炮膛里面的氫氣,氫氣膨脹后再將發射物打出去。
詳細信息
由于使用活塞的機械式射擊容易導致失敗,亨特的公司在設計時將活塞換成燃燒天然氣的燃燒室。燃燒室可將氫氣加熱到攝氏度1430度,壓力增加500%。然后操作人員打開閥門,讓氫氣快速進到1.1千米長的炮管,氫氣一進入炮管就會瞬間鼓脹,將發射物往前推并送入太空。一旦發射物離開炮管,炮管末端的虹膜就會關閉,以便捕獲氫氣重新利用。發射物上面裝載著一個小型火箭發動機,它會助推發射物并把它送入低地球軌道。
亨特計算出氫氣產生的壓力使得重達450千克的發射物沖出炮管時,速度高達6千米/秒,太空大炮轟射時將產生5000單位的G力,因此僅適用于發射人造衛星、太空站燃料或其它粗糙的貨物。亨特表示此系統不會用來進行人的發射,因為人被發射離開大炮時,“身體將可能會被壓縮到只剩一半大小”,會立即斃命。如果用此大炮來發射太空人,注定是將人送上西天。
亨特表示,發射物在不到100秒時間內便可以逃離大氣層,它在高速穿過大氣層時會產生短暫性的高溫。亨特指出,為了解決高溫問題,可以通過對發射物進行有針對性的設計,使它在外殼一些層燃燒盡之后仍可以幸存下來。
亨特計劃在赤道附近海域打造這尊太空大炮,因為那里的地球自轉速度相對較快,有助于將發射物送入太空。太空大炮將漂浮在海中,沒入海平面下部分長度為490米,用壓艙物來穩定這尊浮動的太空大炮,操作人員能夠調整其方位,指向不同的軌道。
2010年2月,亨特將在一座水槽內試射一尊3公尺長的原型炮,如果五億美元資金到位的話,長1.1 千米太空大炮有望在七年內建成。雖然前期成本相當大,但是太空大炮可以重復使用,單次發射成本也低于現有方式,因此從長期來看將會大大節約太空發射的費用成本。
快舟1號
據俄羅斯紅星報11月22日報道,11月17日快舟1號火箭成功將兩枚衛星送入既定軌道,一款普通的民用火箭可以發射兩枚衛星,而且運載火箭未來還可以重復使用,實現了運載火箭發射成本極大降低。針對這樣的狀況,美方拿出一款氫氣太空大炮,做好發射準備,希望通過該大炮發射衛星進入軌道,以超越快舟1號火箭。
美方經過多年研究,發現氫氣在高溫高壓之下會擁有強大的動能,給予氫氣強大的壓力,壓縮氫氣做功發熱,同時壓力也會急劇增加,當溫度達到1000度的時候,釋放這些氫氣,使其進入高強度長炮管,就可以將衛星以超過第一宇宙速度的速度發射出去。這種太空大炮炮管極長,達到10多米的長度,而且其彈丸飛行速度很快,可以達到32馬赫,但是正是因為其32馬赫的初速,帶來了一系列問題。這種速度發射炮彈可以,發射衛星的話,將會達到5000G的重力加速度,這樣的加速度會將衛星壓成灰燼。
所以目前想要使用這種大炮發射衛星的話,將會有兩個問題繞不過去。首先就是衛星的強度,以目前衛星的強度肯定無法承受如此高的初速,所以必須對衛星進行加強,達到一定的強度,才能發射。衛星和炮彈不同,衛星有很多精密設備和太陽能電池,目前的技術很難做到很高的強度。另一個問題是速度問題,想要進入太空軌道必須超過第一宇宙速度,降低速度衛星進入不了軌道,不降低速度,衛星又受不了,這真是一個兩難問題。
如果美方真的能夠解決以上問題,通過大炮這種發射方式相比運載火箭,成本降低很多,只有500美元/公斤的代價,是快舟火箭的二十分之一。如果美方這種大炮能成功發射,這項技術超過快舟火箭是肯定的。
盡管目前氫氣大炮發射衛星的技術還未成熟,但是其在軍事領域的運用前景還是非常廣的。這種氫氣大炮的初速可以達到1500米,射程超過2000公里,使用這樣的大炮發射精確制導炮彈,成本也比使用中程彈道導彈要低很多。二戰時期的戰列艦被淘汰,就是因為大炮射程太短,一般不超過42公里,而且精度很低。采用這種氫氣大炮后,其射程已經和航母的艦載機打擊范圍差不多,此前戰列艦不能對付航母,但是加裝氫氣大炮后,將完全能夠和航母抗衡,并且作戰成本非常低廉。
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