Viele haben gesagt, dass Raketenstarts eine veraltete und ineffiziente Technologie sind, und haben vorhergesagt, dass andere Technologien übernehmen werden, aber bis heute ist es immer noch das Einzige, was wir in die Umlaufbahn bringen müssen. In der Vergangenheit waren HARP und SHARP Projekte, in denen geforscht wurde, um Projektile im Grunde in die Umlaufbahn zu schießen – sie benötigen möglicherweise immer noch etwas Antrieb für Umlaufbahnanpassungen, aber der Energieverbrauch sollte viel geringer sein.
Wird in dieser Richtung noch geforscht, speziell für den Start von Nutzlasten in den Orbit? Wenn nein, warum nicht?
Ein Hauptproblem bei Startkanonen ist, dass es keine sehr freundliche Umgebung für weiche und matschige Dinge ist. Normalerweise sehr hohe G-Kräfte beim Start.
Außerdem brauchen Sie etwas, um die Umlaufbahn zu kreisförmigisieren, sobald Sie noch hoch genug sind. Beim Orbit geht es nicht nur um Geschwindigkeit und Höhe, sondern um die richtige Geschwindigkeit in die richtige Richtung.
Laut Wikipedia beträgt das Delta-V , das zum Erreichen einer erdnahen Umlaufbahn erforderlich ist, 9,4 km / s. Das ist etwa die 30-fache Schallgeschwindigkeit. Eine Nutzlast, die von einer Kanone abgefeuert wird, würde eine ausreichende Anfangsgeschwindigkeit benötigen, um diese Geschwindigkeit am oberen Ende der Atmosphäre zu erreichen, nachdem sie mehrere Kilometer Luftwiderstand erfahren hat. Ich habe nicht ausgerechnet, was das für die Anfangsgeschwindigkeit bedeutet, aber es wird enorm sein. Während es Laborkanonen gibt, die sehr schnelle Projektile abfeuern - bis zu 16 km/s -, verschießen diese nur kleine Staubkörner. Die Skalierung der Technologie wird schwierig sein.
Um einen Blick auf die Zahlen und g-Kräfte zu werfen, bei 1000 g konstanter Beschleunigung bräuchten wir 1 Sekunde, um 9,8 km/s zu erreichen, und einen Lauf von 500 m Länge (!). Die Geschwindigkeit wurde ausgewählt, um zu runden Zahlen zu gelangen.
Ein Projektil aus einer Kanone hat seine höchste Geschwindigkeit direkt beim Start, wo die Atmosphäre am dicksten und damit der Luftwiderstand am höchsten ist, aber die Masse des Treibstoffs nicht anheben müsste. Ich denke, es ist schwierig, aber machbar, zu berechnen, welche Technologie bei einer bestimmten Nutzlast möglicherweise energieeffizienter ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erforderlichen Geschwindigkeiten jenseits dessen liegen, was mit gewöhnlichen Kanonen und dergleichen erreichbar ist. Wir benötigen andere Ansätze, die möglicherweise machbar sind, aber nicht in der Größenordnung dessen implementiert wurden, was erforderlich ist, um eine Nutzlast in den Weltraum zu schießen.
Soweit ich weiß, wenig bis gar nicht, aber es gibt immer noch ein paar Leute, die dieses Thema alle paar Jahre ansprechen. ZB http://www.iafasttro.net/iac/archive/browse/IAC-08/D4/1/423/ Finden Sie den Autor auf Twitter: https://twitter.com/justinpark01
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