10 km betónové delo dostane rakety na obežnú dráhu rýchlosťou Mach 30

Rakety sú drahé, preto niektoré startupy pracujú na iných spôsoboch, ako jednoducho a lacno vyniesť náklad na obežnú dráhu. Jeden z týchto nápadov je veľmi zábavný – desaťkilometrové betónové delo, ktoré vytlačí nosné rakety až na rýchlosť Mach 30 za jednu sekundu. Spoločnosť Longshot pracuje na alternatívnom prístupe k vypúšťaniu na obežnú dráhu. Zatiaľ čo startup SpinLaunch už testuje svoju schopnosť roztočiť nosnú raketu na vysoké otáčky v odstredivej komore a doslova ju vymrštiť do vzduchu, Longshot chce urobiť túto prácu pomocou masívneho pneumatického dela.

Delo bolo vyvinuté na základe myšlienky viacstupňového urýchľovania projektilov z 19. storočia. Ak chcete radikálne zvýšiť jeho dostrel a úsťovú rýchlosť, narazíte na problém: je tu len toľko výbušnej sily, ktorú unesie samotná hlaveň, a len toľko, aby plyn mohol expandovať, potom prestane tlačiť projektil. Viacstupňové „zrýchľovacie delá“ sa to pokúšajú vyriešiť tak, že začínajú relatívne malým výbuchom, aby sa naboj dal do pohybu bez toho, aby sa zničila samotná zbraň, a potom ho dopĺňajú ďalšími výbuchmi, ako prechádza hlavňou, pričom každý z nich je presne načasovaný v snahe dodať strele pri prechode ďalší impulz.

Tento koncept je známy vďaka jeho použitiu v kanóne V-3 (Busy Lizzie), ktorý nacistické Nemecko začalo zavádzať ku koncu 2. svetovej vojny. Plánom bolo vykopať 150-metrové tunely do bokov skalnatých kopcov v západnej časti Francúzska, okupovanej Nemcami, a premeniť každý tunel na viacstupňové delo pomocou série urýchľovacích nábojov, ktoré poskytovali raketové urýchľovače na tuhé palivo. Samozrejme, niečo také sa nedá presne zamerať, tieto zbrane mali posielať na Londýn, vzdialený 165 km cez Lamanšský prieliv, 140-kilogramové výbušné granáty, ktoré by dorazili bez varovania. Našťastie pre Londýn to nevyšlo.

Po sérii neúspešných a niekedy priam katastrofických testov celú lokalitu zrovnala so zemou slávna bombardovacia letka Dambusters britského RAF. Menšej verzii V-3 sa však podarilo vystreliť približne 183 menších výbušných granátov na vzdialenosť 43 km z Nemecka smerom na Luxembursko, pričom bolo zabitých 10 ľudí a 35 zranených. Dlhé viacstupňové delá sa teda vo vojne ukázali ako dosť neúčinné. Boli priveľké na to, aby sa mohli pohybovať či skryť. Ani nehovoriac o tom, že Nemci ťažko kontrolovali načasovanie náloží a nikdy sa im nepodarilo vystreliť ďalej ako na 93 km.

To však neznamená, že základná myšlienka urýchľovacej zbrane nebude fungovať na nevojenské účely, tvrdí Mike Grace, generálny riaditeľ spoločnosti Longshot. Poukazuje na to, že pokiaľ ide o lacné orbitálne štarty, myšlienka nahradiť rakety veľkými delami sa osvedčila už v polovici 60. rokov minulého storočia v rámci projektu HARP Geralda Bulla. Išlo o dve 16-palcové delá z bojovej lode s dĺžkou 36,25 m, spojené oceľovým drôtom, ktoré vypúšťali 300-kilogramové projektily do výšky viac ako 350 kilometrov. Projekt HARP však kanadská vláda zrušila a Bull bol v roku 1990 zavraždený agentmi Mossadu.

Tí ho považovali za bezpečnostné riziko pre Izrael po tom, čo koncept HARP odovzdal Saddámovi Husajnovi a začal vyvíjať takmer päťkrát väčšiu verziu, ktorá by vystreľovala rakety takmer až z Bagdadu do New Yorku alebo by vypúšťala na obežnú dráhu satelity s hmotnosťou 540 kg. A čo presne navrhuje Longshot? Ide o projektil poháňaný pneumaticky, úplne bez spaľovania. Základná vec, vďaka ktorej Longshot funguje, je to, že projektil nie je tlačený zozadu, ale zo strán. Strela má dlhý, zúžený chvost, ktorý visí zo zadnej časti a je stláčaný zo strán, tak ako keď vytláčate zubnú pastu z tuby.

Šetrnejší prístup, ktorý ponúka táto metóda tlačenia pomocou stlačeného vzduchu, ponúka určité výhody; mala by byť jednoduchšia pre hlaveň ako predošlé pokusy s výbušninami. A zbraň by sa dala rýchlo a ľahko „nabiť“ pomocou kompresorových čerpadiel po celej dĺžke hlavne. Myšlienkou Longshotu je 10 kilometrov dlhý betónový valec, ktorý má priemer okolo 3 metrov. Do nábojovej komory sa vloží projektil, utesní sa a vystrelí. Približne za jednu sekundu sa projektil dostane z jedného konca hlavne na druhý. Vyletí rýchlosťou asi 10 kilometrov za sekundu (Mach 29). Projektil vyletí z atmosféry do hornej stratosféry, prípadne na nízku obežnú dráhu Zeme. Potom sa to celé zopakuje.

Hlaveň je vyrobená z ocele a betónu, napriek tomu pri dĺžke 10 km je to dosť drahá záležitosť. No spoločnosť Longshot si našla trh, ktorý môže osloviť v počiatočnej fáze tvorby prototypov a ktorý jej prinesie peňažné toky: testovanie hypersonických lietadiel. Tím postavil prototyp v malej mierke, ktorý už prekročil rýchlosť Mach 2,2, a keď dosiahne rýchlosť Mach 5, spoločnosť bude môcť začať predávať svoje služby vznikajúcemu priemyslu hypersonických lietadiel. Samozrejme, Longshot sa nebude používať na vypúšťanie ľudí do vesmíru, zrýchlenie z nuly na Mach 30 za jednu sekundu by človeka zabilo.

Na prepravu ľudí máme rakety, no nemáme skutočne lacný spôsob, ako dostať odolnejšie veci z dosahu gravitácie v takom množstve, aké budeme potrebovať na vesmírne a mesačné stavby. Je tu však otázka, kam umiestniť tieto hyperdelá, ktorých každý výstrel bude sprevádzať zemetrasenie a hypersonický tresk. Dokonca aj umiestnenie týchto vecí v púšti by mohlo ohlušiť celé ekosystémy. Ďalší problém je, ako zabezpečiť, aby sa betónový tunel vplyvom pôsobiacich síl nerozpadol. A ako navrhnúť nosné rakety schopné odolať nielen obrovským silám zrýchlenia, ale aj brutálnym ablatívnym účinkom, ktoré vznikajú, keď sa snažíte pretlačiť veci cez atmosféru rýchlosťou 30-násobne prevyšujúcou rýchlosť zvuku. Grace hovorí, že v poslednom bode je kľúčom veľkosť.

„Je to otázka balistického koeficientu,“ vysvetlil. „Ak to skúšate pri malých rozmeroch, pomer povrchu k objemu bude mizivý a podiel ablačného materiálu na vozidle bude veľmi vysoký, potenciálne presahujúci 100 %.“ Na druhej strane veľké rakety môžu niesť veľa ab latívneho tieniaceho materiálu a stále to bude malý zlomok celkovej hmotnosti nosnej rakety. To poskytuje veľa priestoru pre raketu druhého stupňa na umiestnenie nosnej rakety na obežnú dráhu a, samozrejme, na veľa užitočného zaťaženia. Bude tento projekt fungovať, alebo je Longshot behom na dlhé trate? Každopádne ide o zaujímavý nápad a oplatí sa ho sledovať.

Zdroj: newatlas.com.