En historia av rymdvapen från Isaac Newton till nazister i Paris och Project HARP

Att komma in i rymden är tufft, dyrt arbete. Det tar mycket energi att skjuta upp en rakett och flytta ut ur planetens atmosfär till en nollgränsenbit. En framdrivningsmetod som inte kräver 326 770 liter flytande väte och 99 359 liter flytande syre som behövs för att få Saturn V ut ur atmosfären skulle göra rymdlanseringar betydligt billigare för NASA och privata företag som SpaceX. Därför vill folk bygga rymdvapen. Därför har folk velat bygga rymdvapen i nästan tre århundraden. Det är en logisk lösning på bränsleproblemet, som både driver raketer och drar ner dem.

Nej, vi pratar inte om laserblåsare som används för att elda på fientliga främmande fartyg (även om det låter helt episkt), men en lanseringsmekanism. En sann rymdpistol, i traditionell mening, är mer som en kanon som används för att göra jordbundna projektiler orbital. Om tanken fungerade skulle raketet vara onödigt eftersom rymdfarkoster kunde skjutas genom atmosfären i snabb takt.

"Låter dop," säger du. "Men kan det verkligen fungera?"

Tja, för mycket av 1900-talet har människor försökt göra en funktionell rymdpistol och ingen har lyckats just än. Här är en kort historia av rymdpistolen och alla dessa meningsfulla insatser för att starta saker upp i rymden sans raketer.

1728: Isaac Newton uppfinner rymdvågen

I sin bok En förklaring av världens system Newton diskuterar ett hypotetiskt scenario där en kanon placerad på ett högt berg kan skjuta föremål upp i en rak linje bort från jordens yta utan luftmotstånd. Kanonbollsexperimentet visar väsentligen vid vilken hastighet du behöver för att skjuta något i luften för att se det falla tillbaka till jorden, göra det i omlopp eller fly planetens gravitation helt och vandra ut i rymden.

Naturligtvis finns det tekniska begränsningar för att bygga en sådan kanon. Dessa begränsningar skulle spelas runt med lite mer ungefär ett sekel senare …

1865: Jules Verne skjuter månen

I sin roman Från jorden till månen, berättar den berömda science fiction författaren en historia om ett litet samhälle av en vapenafrikanados och dess strävan att bygga en rymdpistol för att starta människor till månen. Verne's Columbiad rymdkanon är nästan 900 meter lång och 60 meter bred, och samtidigt som den faktiskt lanserar tre astronauter i rymden genom att använda omkring 400.000 pund vapen bomull, är deras öden okända (tills uppföljaren, förstås).

Boken var i grunden den första bilden av en rymdpistol - även om den ryska raketforskaren Konstantin Tsiolkovsky skulle skriva ett papper år 1903 som bestämde att en realistisk rymdpistol skulle springa omöjligt länge och skulle utsätta dessa astronauter för boken till cirka 22 000 g acceleration.

Med andra ord, de stackars astronauterna skulle förångas omedelbart även om den fula saken kunde byggas.

1918: Tyskare Hit Stratosfären från Paris

Under första världskriget använde Tyskland principerna för en långdistanskanon för att bygga Paris-vapnet - en storskalig stor kanon som skulle kunna bomba Paris från cirka 75 mil bort. Skalarna avfyrade från den här stora rumpan var i stånd att nå stratosfären, för första gången kunde människans gjorda föremål göra det så högt. Det skulle vara en stor bedrift om målet inte var att döda andra människor, men hej - milstolpar är milstolpar.

En nackdel med sådan förmåga var emellertid att Paris Gun-operatörerna behövde ta hänsyn till Coriolis-effekten (Jordens rotation) i banjebalanser.

Vid WWIs svansände demonerades och förstördes de parisiska vapnen av tyska soldater för att förebygga dess fångst av de allierade styrkorna, och sådana vapen förbjöds därefter av Versailles fördrag.

1944: Nazisterna Fire V-3 Supergun

Under andra världskriget drev Hitler fram ett program som kallades V-vapnen, som var utformade för att attackera Storbritannien som svar på bombningar på Tyskland. Den tredje av dessa vapen var V-3-kanonen, kodad för högtryckspumpen eller HDP.

Mönstren krävde en 65-fots lång kanon pekade direkt i London. Hitler ville bygga 25 av dessa dödsmaskiner, men det kungliga flygvapnet lyckades bomba anläggningen där de byggdes i juli 1944. Två kortare pistoler byggdes av SS och tyska styrkor lyckades börja skjuta sköldar i staden av Luxemburg. De var inte effektiva. De mindre V-3s demonterades efter kriget och togs till USA för ytterligare testning, innan de kastades 1948.

1966: Projekt HARP bränner bort

Efter andra världskriget började rymdloppet komma i fokus, och tekniken bakom att starta saker skiftade från artilleri till raketry. 1961 skapade Förenta staterna och Kanada gemensamt projekt HARP (High Altitude Research Project) med målet att skapa ett system med icke-raket, lanseringssystem med låg kostnad.

HARP var i grunden kulminationen på år av arbetet av Gerald Bull, en ballistisk ingenjör som hade banat upp tanken att skjuta flygplan ut ur vapen. Bull och hans partner lyckades övertyga amerikanska flottan för att försörja dem med en oanvänd 16-tums, 50 kaliber slagskeppsvapen och började arbeta på ett flygområde i Seawell Airport i Barbados. 1966 flyttade projektet till Yuma, Arizona, där pistolen (utvidgad till 100 kalibrer) lyckades avfyra en 400-pund Martlet 2-projektil med en hastighet av 7.000 fot per sekund.

Projektilen gjorde det kort i rymden, i en höjd av 110 miles. Det är en rekord för pistollanserade projektiler som håller till idag.

Budgetbegränsningar tvingade snart avbrytandet av HARP. Bull återvände till Highwater (med Barbados lanseringsplats också under hans ägande), och han grundade Space Research Corporation.

1985: Projekt SHARP Kicks Off

Den amerikanska regeringen startade forskningsprojektet Super High Altitude Research (SHARP) 1985 vid Lawrence Livermore National Laboratory. Målet var att skjuta föremål in i atmosfären via en tvåstegs lättgaspistol - vilket skulle hjälpa landet att få satelliter i omlopp.

En lättgaspistol arbetar med provprinciperna för en fjäderkolv-luftgung - där en kolv tvingar en gasformig arbetsvätska genom en cylinder för att accelerera en projektil ut i en given riktning. I detta fall drivs kolven faktiskt av en kemisk reaktion, och arbetsvätskan är en lättare gas som helium eller väte. Projekt SHARP startade när en forskare vid namn John Hunter insåg att en lättgaspistol skulle vara mycket bättre när man startade projektiler med höga hastigheter än en elektromagnetisk järnvägsvapen.

En prototyp byggdes framgångsrikt 1992. Omkring 426 meter lång kan systemet skjuta ett objekt på ungefär en tredjedel, den hastighet som krävs för att få någonting i rymden. Framgångsrik testning resulterade i planer på att bygga Jules Verne Launcher, som skulle ha skrynkat en svimlande 2,2 mil lång fat. Att bygga en sådan enhet skulle ha kostat miljarder dollar och regeringen var mindre än entusiastisk om att fördela SHARP den typen pengar.

1988: Gerald Bull går till arbete för Saddam

Under tiden, efter att HARP stängde, blev Bull intresserad av att säkra arbetet med andra länder genom sitt nya land och började arbeta som artilleriekonsulent under 70-talet. Detta innebar en stans i fängelse efter att han dömts för olagliga vapenförbindelser. När han släpptes flyttade han till Bryssel och började arbeta med Kina och - i synnerhet - Irak.

1988 beslutade han att det var rätt tid att slutföra det han började för länge sedan: bygga en arbetsvapenpistol. Han lyckades övertyga den irakiska diktatorn Saddam Hussein för att finansiera Project Babylon, skapandet av en 511 fot lång kanon som kunde placera en 4400-pund projektil i omloppsbana.

Den första prototypen var mer blygsam - 150 meter lång, kunna skjuta ett objekt på ett avstånd av 466 miles away. Den andra supergun som byggdes, "Big Babylon", skulle vara närmare den ursprungliga föreslagna längden. Bull mördades dock i mars 1990 (troligen av israeliska Mossad-agenter) och blev aldrig färdigställd.

2009: The Private Space Gun Race sparkar av

John Hunter gav aldrig riktigt upp målet att bygga en rymdpistol. År 2009 grundade han ett företag som heter Quicklaunch för att bygga en 3.600-fots lång pistol, mestadels nedsänkt undervatten som skulle spränga föremål i rymden med hjälp av väte och metan vid cirka 5000 Gs. Startaren är verkligen tänkt att ersätta den första etappen av en raket innan rymdfarkoster kan använda ett annat framdrivningssystem för att göra resten av avståndet ur planetens atmosfär. Företaget uppskattar lanseringar för att komma ut till cirka $ 1100 per kilo (fyra gånger mindre än en SpaceX Falcon 9-lansering och 13 gånger mindre än en NASA Atlas V-lansering).

Men, Hunter lämnade Quicklaunch 2012, och företaget ser ut att det har gått vilande sedan.

Så för att återskapa: Nästan 300 år efter att Newton först slog upp begreppet rymdpistol har vi ingen rymdpistol.