太空大炮是指美国一个名叫约翰·亨特的科学家提出的、将货物送入太空轨道的一尊长1.1千米的巨型大炮,故也名太空巨炮。
据外媒报道,宇宙飞船已经在军事行动中使用了几十年。间谍卫星从空中俯瞰,它们揭示了交战方在计划和实施袭击时可能能发现有用的信息,但要说到太空中真正的武器,这些信息并不存在。唯一的例外是俄罗斯的OPS-2空间站,其于1974年发射并装备了第一个太空大炮。
基本信息
(GrandCannon;Outer space cannon )。
使用太空大炮把货物送上太空轨道,将可以极大节约发射费用成本,每磅成本仅为250美元,而使用火箭把东西送上太空轨道,每磅的成本高达5000美元。这名科学家与两位曾任职于劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家在加州圣迭戈创建了一家称为“Quicklaunch”的公司,专门研制太空大炮。1992年在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室工作时,他们便有了建造这种太空巨炮的构想。当时他们曾建造了一尊130米的大炮,测试极超音速引擎,用甲烷驱动活塞后压缩炮膛里面的氢气,氢气膨胀后再将发射物打出去。
详细信息
由于使用活塞的机械式射击容易导致失败,亨特的公司在设计时将活塞换成燃烧天然气的燃烧室。燃烧室可将氢气加热到摄氏度1430度,压力增加500%。然后操作人员打开阀门,让氢气快速进到1.1千米长的炮管,氢气一进入炮管就会瞬间鼓胀,将发射物往前推并送入太空。一旦发射物离开炮管,炮管末端的虹膜就会关闭,以便捕获氢气重新利用。发射物上面装载着一个小型火箭发动机,它会助推发射物并把它送入低地球轨道。
亨特计算出氢气产生的压力使得重达450千克的发射物冲出炮管时,速度高达6千米/秒,太空大炮轰射时将产生5000单位的G力,因此仅适用于发射人造卫星、太空站燃料或其它粗糙的货物。亨特表示此系统不会用来进行人的发射,因为人被发射离开大炮时,“身体将可能会被压缩到只剩一半大小”,会立即毙命。如果用此大炮来发射太空人,注定是将人送上西天。
亨特表示,发射物在不到100秒时间内便可以逃离大气层,它在高速穿过大气层时会产生短暂性的高温。亨特指出,为了解决高温问题,可以通过对发射物进行有针对性的设计,使它在外壳一些层燃烧尽之后仍可以幸存下来。
亨特计划在赤道附近海域打造这尊太空大炮,因为那里的地球自转速度相对较快,有助于将发射物送入太空。太空大炮将漂浮在海中,没入海平面下部分长度为490米,用压舱物来稳定这尊浮动的太空大炮,操作人员能够调整其方位,指向不同的轨道。
2010年2月,亨特将在一座水槽内试射一尊3公尺长的原型炮,如果五亿美元资金到位的话,长1.1 千米太空大炮有望在七年内建成。虽然前期成本相当大,但是太空大炮可以重复使用,单次发射成本也低于现有方式,因此从长期来看将会大大节约太空发射的费用成本。
快舟1号
据俄罗斯红星报11月22日报道,11月17日快舟1号火箭成功将两枚卫星送入既定轨道,一款普通的民用火箭可以发射两枚卫星,而且运载火箭未来还可以重复使用,实现了运载火箭发射成本极大降低。针对这样的状况,美方拿出一款氢气太空大炮,做好发射准备,希望通过该大炮发射卫星进入轨道,以超越快舟1号火箭。
美方经过多年研究,发现氢气在高温高压之下会拥有强大的动能,给予氢气强大的压力,压缩氢气做功发热,同时压力也会急剧增加,当温度达到1000度的时候,释放这些氢气,使其进入高强度长炮管,就可以将卫星以超过第一宇宙速度的速度发射出去。这种太空大炮炮管极长,达到10多米的长度,而且其弹丸飞行速度很快,可以达到32马赫,但是正是因为其32马赫的初速,带来了一系列问题。这种速度发射炮弹可以,发射卫星的话,将会达到5000G的重力加速度,这样的加速度会将卫星压成灰烬。
所以目前想要使用这种大炮发射卫星的话,将会有两个问题绕不过去。首先就是卫星的强度,以目前卫星的强度肯定无法承受如此高的初速,所以必须对卫星进行加强,达到一定的强度,才能发射。卫星和炮弹不同,卫星有很多精密设备和太阳能电池,目前的技术很难做到很高的强度。另一个问题是速度问题,想要进入太空轨道必须超过第一宇宙速度,降低速度卫星进入不了轨道,不降低速度,卫星又受不了,这真是一个两难问题。
如果美方真的能够解决以上问题,通过大炮这种发射方式相比运载火箭,成本降低很多,只有500美元/公斤的代价,是快舟火箭的二十分之一。如果美方这种大炮能成功发射,这项技术超过快舟火箭是肯定的。
尽管目前氢气大炮发射卫星的技术还未成熟,但是其在军事领域的运用前景还是非常广的。这种氢气大炮的初速可以达到1500米,射程超过2000公里,使用这样的大炮发射精确制导炮弹,成本也比使用中程弹道导弹要低很多。二战时期的战列舰被淘汰,就是因为大炮射程太短,一般不超过42公里,而且精度很低。采用这种氢气大炮后,其射程已经和航母的舰载机打击范围差不多,此前战列舰不能对付航母,但是加装氢气大炮后,将完全能够和航母抗衡,并且作战成本非常低廉。