Arma espacial

A arma espacial, a veces se llama Verne gun debido a su aparición en De la Tierra a la Luna por Jules Verne, es un método de lanzar un objeto en el espacio usando una estructura grande como arma o cañón. Por lo tanto, las armas espaciales podrían proporcionar un método de acoplamiento espacial no cohete. Se ha conjeturado que las armas espaciales podrían colocar satélites en la órbita de la Tierra (aunque la propulsión posterior al lanzamiento del satélite sería necesaria para lograr una órbita estable), y también podría lanzar naves espaciales más allá de la atracción gravitatoria de la Tierra y en otras partes del Sistema Solar por encima de la velocidad de escape de la Tierra de unos 11.20 km/s (40.320 km/h; 25,050 mph). Sin embargo, estas velocidades están demasiado lejos en la gama hipersónica para la mayoría de los sistemas de propulsión práctica y también causaría que la mayoría de los objetos se quemen debido a la calefacción aerodinámica o se desgarran por arrastre aerodinámico. Por lo tanto, un uso futuro más probable de las armas espaciales sería lanzar objetos en órbita terrestre baja, en cuyo punto se podrían disparar cohetes adjuntos o los objetos podrían ser "recolectados" por satélites de órbita maniobrables.

En el Proyecto HARP, un proyecto de defensa conjunto de Estados Unidos y Canadá de la década de 1960, se utilizó un cañón de calibre 100 de 410 mm (16 pulgadas) de la Marina de los EE. UU. para disparar un proyectil de 180 kg (400 lb) a 3600 m/s (12 960 km/s). h; 8.050 mph), alcanzando un apogeo de 180 km (110 mi), realizando así un vuelo espacial suborbital. Sin embargo, nunca se ha utilizado con éxito un arma espacial para poner en órbita un objeto o sacarlo de la atracción gravitacional de la Tierra.

Problemas técnicos

La gran fuerza G que probablemente experimente un proyectil balístico lanzado de esta manera significaría que un arma espacial sería incapaz de lanzar humanos o instrumentos delicados de manera segura, y estaría restringido a carga, combustible o satélites robustos.

Llegar a la órbita

Un cañón espacial por sí solo no es capaz de colocar objetos en una órbita estable alrededor del objeto (planeta u otro) desde el que se lanza. La órbita es una órbita parabólica, una órbita hiperbólica o parte de una órbita elíptica que termina en la superficie del planeta en el punto de lanzamiento o en otro punto. Esto significa que una carga balística no corregida siempre golpeará el planeta dentro de su primera órbita, a menos que la velocidad sea tan alta como para alcanzar o superar la velocidad de escape. Como resultado, todas las cargas útiles destinadas a alcanzar una órbita cerrada necesitan al menos realizar algún tipo de corrección de rumbo para crear otra órbita que no cruce la superficie del planeta.

Se puede utilizar un cohete para un impulso adicional, como se planificó tanto en el Proyecto HARP como en el proyecto Quicklaunch. La magnitud de dicha corrección puede ser pequeña; por ejemplo, el diseño de referencia StarTram Generación 1 implica un total de 0,6 km/s (1300 mph) de combustión del cohete para elevar el perigeo muy por encima de la atmósfera al entrar en una órbita terrestre baja de 8 km/s (18 000 mph).

En un sistema de tres cuerpos o más, una trayectoria asistida por gravedad podría estar disponible de modo que un proyectil de velocidad de escape cuidadosamente apuntado tendría su trayectoria modificada por los campos gravitacionales de otros cuerpos en el sistema, de modo que el proyectil eventualmente regresaría a orbita el planeta inicial utilizando únicamente el lanzador delta-v.

Isaac Newton evitó esta objeción en su experimento mental colocando su cañón teórico en la cima de una montaña alta y postulando una resistencia del aire insignificante. Si estuviera en una órbita estable, el proyectil rodearía el planeta y volvería a la altitud de lanzamiento después de una órbita (ver la bala de cañón de Newton).

Aceleración

Para un arma espacial con un cañón de arma de longitud (l{displaystyle l}), y la velocidad necesaria (ve{displaystyle v_{e}), la aceleración (a{displaystyle a}) se proporciona por la siguiente fórmula:

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Por ejemplo, con una pistola espacial con un cañón vertical de armas a través de la corteza terrestre y la troposfera, totalizando ~60 km (37 millas) de longitud (l{displaystyle l}), y una velocidad (ve{displaystyle v_{e}) suficiente para escapar de la gravedad de la Tierra (velocidad del paisaje, que es de 11,2 km/s o 25.000 mph en la Tierra), la aceleración (a{displaystyle a}) sería teóricamente más de 1.000 m/s² (3.300 pies/s²), que es más de 100 g-fuerzas, que es aproximadamente 3 veces la tolerancia humana a las fuerzas g de máximo 20 a 35 g durante los 10 segundos tal disparo tomaría. Este cálculo no tiene en cuenta la velocidad de escape decreciente a altitudes superiores.

Intentos prácticos

Cañón V3 (1944-45)

El programa de cañones alemán V-3, durante la Segunda Guerra Mundial, fue un intento de construir algo parecido a un arma espacial. Con sede en la zona francesa de Pas-de-Calais, se planeó que fuera más devastadora que las otras "armas de venganza" nazis. El cañón era capaz de lanzar proyectiles de 140 kg (310 lb) y 15 cm (5,9 pulgadas) de diámetro a una distancia de 88 km (55 millas). Fue destruido por un bombardeo de la RAF con bombas Tallboy de gran éxito en julio de 1944.

Proyecto de investigación a gran altitud (1985-95)

El programa de Defensa contra Misiles Balísticos de EE. UU. patrocinó el Proyecto de Investigación a Súper Alta Altitud (SHARP) en la década de 1980. Desarrollado en el Laboratorio Lawrence Livermore, es un arma de gas ligero y se ha utilizado para probar objetos de fuego a Mach 9.

Proyecto Babilonia (1988-90)

El intento reciente más destacado de fabricar un arma espacial fue el Proyecto Babylon del ingeniero de artillería Gerald Bull, que también fue conocido como el 'supercañón iraquí' por los medios de comunicación. Durante el Proyecto Babilonia, Bull utilizó su experiencia en el Proyecto HARP para construir un enorme cañón para Saddam Hussein, líder del Irak baazista. Bull fue asesinado antes de que se completara el proyecto.

Inicio rápido (1996-2016)

Después de la cancelación de SHARP, el desarrollador principal John Hunter fundó Jules Verne Launcher Company en 1996 y la empresa Quicklaunch. En septiembre de 2012, Quicklaunch buscaba recaudar 500 millones de dólares para construir un arma que pudiera repostar un depósito de propulsor o enviar materiales a granel al espacio.

También se han propuesto aceleradores de ariete como alternativa a las armas de gas ligero. Otras propuestas utilizan técnicas electromagnéticas para acelerar la carga útil, como cañones de bobina y cañones de riel.

En la ficción

La primera publicación del concepto puede ser la bala de cañón de Newton en su libro de 1728 Tratado del sistema del mundo, aunque se utilizó principalmente como un experimento mental sobre la gravedad.

Quizás las representaciones más famosas de un arma espacial aparecen en la novela de Julio Verne de 1865 De la Tierra a la Luna y su novela de 1869 Alrededor de la Luna ( interpretado libremente en la película de 1902 Le Voyage dans la Lune), en la que los astronautas vuelan a la Luna a bordo de un barco lanzado desde un cañón. Otro ejemplo famoso es el que utilizaron los marcianos para lanzar su invasión en la ciudad de H. G. Wells. Libro de 1897 La guerra de los mundos. Wells también utilizó el concepto en el clímax de la película de 1936 Things to Come. En una de las primeras novelas polacas de ciencia ficción, En el Globo de Plata de Andrzej Żuławski, publicada en 1903, los astronautas son lanzados a la Luna con un cañón espacial. El dispositivo apareció en películas de 1967, como El cohete a la luna de Julio Verne.

En el videojuego de 1991 Ultima: Worlds of Adventure 2: Martian Dreams, Percival Lowell construye un arma espacial para enviar una nave espacial a Marte.

El videojuego de 1992 Steel Empire, un shoot'em up con estética steampunk, presenta en su séptimo nivel una pistola espacial que es utilizada por el villano principal, el General Styron, para lanzarse a la luna.

En la novela de Hannu Rajaniemi de 2012 El Príncipe Fractal, un arma espacial en el "Jannah-of-the-cannon", propulsada por una bomba nuclear de 150 kilotones. bomba, se utiliza para lanzar una nave espacial desde la Tierra.

El videojuego de 2015 SOMA presenta un arma espacial utilizada para lanzar satélites.

El asesinato de Gerald Bull y el arma del Proyecto Babylon también fueron el punto de partida de la novela de Frederick Forsyth de 1994 El puño de Dios. En la novela corta de Larry Bond de 2001 y la novela de 2015 Lash-Up, China utiliza un arma espacial para destruir los satélites GPS estadounidenses.

En el juego de rol de 2004 Paper Mario: The Thousand-Year Door, una aldea de Bob-ombs opera un arma espacial para enviar a Paper Mario y compañía al X-Naut' s base en la Luna.

Gerald Bull y Project Babylon son parte integral de la trama de la novela de Louise Penny de 2015 La naturaleza de la bestia.