Longshot apunta a costos de lanzamiento de $10/kg con el uber nazi

Jun 03, 2023

Los cohetes son caros, por lo que varias empresas emergentes de lanzamiento cinético están trabajando en formas de simplemente poner las cargas útiles en órbita y reducir los costos. Éste es muy divertido: un cañón de hormigón de seis millas de largo que comprimirá los vehículos de lanzamiento a Mach 30 en un segundo.

¿Por qué lanzamos pequeños satélites al espacio en cohetes? Mike Grace, director ejecutivo de Longshot, tiene una teoría: los cohetes son armas de guerra súper útiles: fáciles de fabricar, fáciles de ocultar y de mover en los juegos de manos de la guerra internacional.

Los presupuestos de defensa financiaron el desarrollo de cohetes, pero dejaron que otras tecnologías de lanzamiento orbital (potencialmente mucho más baratas) se marchitaran. El negocio de los misiles llevó al hombre a la Luna. Grace lo explica con más detalle en una presentación muy entretenida y francamente confrontativa realizada el mes pasado en el Taller Espacial 2023 del Foresight Institute.

Y debo agregar, cualquier conferenciante que comience con "OK, escuchen, imbéciles" será bienvenido a toda mi atención. Échale un vistazo:

Grace no está allí para darse un paseo en cohetes de forma recreativa; Su empresa está trabajando en un enfoque alternativo y mucho más violento para el lanzamiento orbital. Mientras que SpinLaunch, otra startup de lanzamiento cinético, ya está probando su capacidad para hacer girar un vehículo de lanzamiento a velocidades increíbles dentro de una cámara centrífuga y literalmente lanzarlo hacia el cielo, Longshot quiere hacer el trabajo con un enorme cañón neumático de múltiples etapas.

Un cañón desarrollado a partir de ideas de aceleración de proyectiles de múltiples etapas del siglo XIX. Si quieres aumentar radicalmente el alcance y la velocidad de salida de un cañón, te encuentras con un problema: hay una cantidad limitada de fuerza explosiva que el propio cañón puede soportar, y hay una cantidad limitada de fuerza explosiva que el gas puede expandir antes de que deje de darle al proyectil una fuerza útil. empujar.

Las "armas de aceleración" de múltiples etapas intentan resolver esto comenzando con un estallido relativamente pequeño para hacer que el objeto se mueva sin destruir el arma en sí, y luego complementan esto con disparos adicionales a medida que baja por el cañón, cada uno sincronizado con precisión en un esfuerzo por dar darle un empujón extra al pasar.

Es un concepto probablemente mejor conocido por su uso en el cañón V-3, o "Busy Lizzie", que la Alemania nazi comenzó a implementar hacia el final de la Segunda Guerra Mundial. El plan era excavar baterías de 150 m (492 pies) ) túneles en las laderas de colinas rocosas en la parte occidental de la Francia ocupada por los alemanes, y convierten cada túnel en un cañón de múltiples etapas utilizando una serie de cargas aceleradoras proporcionadas por propulsores de cohetes de combustible sólido.

Como puedes imaginar, no se puede apuntar exactamente a algo así, por lo que estas armas debían apuntarse permanentemente a Londres, a 165 km (103 millas) de distancia a través del Canal de la Mancha, donde dispararían regularmente 140 kg (310 -lb) proyectiles explosivos que llegarían sin previo aviso ni escuadrones de bombarderos reveladores sobre sus cabezas, como una versión más grande y de mayor alcance de los "Paris Guns" que Alemania utilizó con un efecto similar durante la Primera Guerra Mundial.

Por suerte para Londres, las cosas no fueron así. Después de una serie de pruebas decepcionantes y a veces catastróficas, todo el sitio fue arrasado por el famoso escuadrón de bombarderos "Dambusters" de la RAF del Reino Unido y una serie de bombas "terremotos" de penetración profunda "Tallboy" de 5.400 kg (11.900 libras). Sin embargo, una versión más pequeña del V-3 logró disparar unos 183 proyectiles explosivos más pequeños a una distancia de 43 km (26 millas) desde Alemania hacia Luxemburgo, matando a 10 e hiriendo a 35 antes de ser desmantelado cuando quedó claro que el sitio estaba a punto de ser atacado. ser invadido por tropas estadounidenses.

Entonces sí, los cañones largos de múltiples etapas resultaron bastante ineficaces en la guerra. Demasiado grandes para moverse, esconderse o incluso apuntar, eran blancos fáciles; sin mencionar que a los alemanes les resultó difícil controlar el momento de las cargas, y nunca lograron disparar el objeto más allá de 93 km (58 millas) antes del ataque. El ejemplo más prometedor explotó durante las pruebas.

Pero eso no significa que la idea básica de un arma aceleradora no funcione para fines no militares, argumenta Grace. De hecho, señala, en lo que respecta a los lanzamientos orbitales baratos, la idea de reemplazar los cohetes con grandes cañones ya fue probada a mediados de la década de 1960 por el Proyecto HARP de Gerald Bull.

"Son dos cañones de acorazados de la Segunda Guerra Mundial atrapados de un extremo a otro con alambre de embalar", dijo Grace, señalando una foto de uno de los cañones de 16 pulgadas y 119 pies (36,25 m) del Proyecto HARP. "Y este hijo de puta estaba colocando proyectiles de 300 kilogramos a más de 350 kilómetros de altitud. Y tenía planes para un sistema de cohetes de múltiples etapas que habría sido capaz de poner en órbita un Cubesat, lo cual no era una idea en ese momento. Pero no era un cubo, era un disco. Y la gente decía: "Entonces, ¿cuántos tubos de vacío puedes colocar en tu disco?". ¡Era 1963! ¿Qué diablos vamos a hacer con eso?

El proyecto HARP fue desfinanciado por el gobierno canadiense, y Bull fue asesinado en 1990, agentes del Mossad le dispararon cinco veces en la cabeza, considerado un riesgo para la seguridad de Israel después de que llevó el concepto HARP a Saddam Hussein y comenzó a desarrollar una versión casi cinco veces más grande. , que dispararía proyectiles asistidos por cohetes casi desde Bagdad hasta la ciudad de Nueva York, o pondría en órbita satélites de 540 kg (1.200 libras).

Disculpas por las tangentes aquí, pero esta lectura me ha resultado divertida. Entonces, ¿qué propone exactamente Longshot?

"A un alto nivel, Longshot es un cañón de proyectiles de propulsión neumática", dijo el CTO Nato Saichek. "No hay combustión en ninguna parte... La idea clave, y lo fundamental que hace que Longshot funcione, es que en lugar de empujar desde atrás, también podemos empujar desde los lados. Nuestro proyectil tiene una cola larga y cónica que cuelga de la parte trasera. , y exprimimos la cola por los lados, de la misma manera que exprimes la pasta de dientes de un tubo".

"Aprovechando la geometría de esa cola, podemos empujar el proyectil hacia adelante mucho más rápido que el gas que entra por los lados", añadió Grace. "Esto nos permite tomar un fluido que se mueve comparativamente lento, como el aire comprimido, y convertirlo en una velocidad máxima de avance del proyectil que se encuentra a velocidades orbitales".

El enfoque más suave que ofrece este método de pistola de aire comprimido ofrece algunas ventajas; Debería ser mucho más fácil para el cañón que los esfuerzos explosivos o propulsados ​​por cohetes de antaño. Y el arma se puede "recargar" rápida y fácilmente mediante bombas compresoras a lo largo del cañón. Aún así, las cifras involucradas en lo que respecta a los lanzamientos espaciales son impresionantes.

"Les daré la imagen que tengo de un lanzamiento orbital desde Longshot", dijo Saichek. "Así que tenemos algo así como un cilindro de hormigón de 10 kilómetros de largo y unos 10 pies de diámetro. Y cargamos el proyectil en la recámara, lo sellamos y disparamos. En aproximadamente un segundo, el proyectil pasa de una del extremo del cañón al otro. Sale a unos 10 kilómetros por segundo (Mach 29). El proyectil se aleja de la atmósfera y viaja gritando hacia la estratosfera superior. Una pequeña entrega a la órbita terrestre baja. Y luego nosotros Lo haremos de nuevo. Y lo haremos de nuevo".

Pero por muy grande que sea, no hay nada particularmente espacial en el barril en sí. "Está hecho del mismo material con el que construirías un paso elevado. Es acero dulce y concreto. Así que el sistema que estamos construyendo, que se asienta en el suelo y hace todo este trabajo y da como resultado un resultado aeroespacial, es realmente un pieza de infraestructura civil."

Aún así, 10 kilómetros de casi cualquier cosa sigue siendo una propuesta bastante costosa, por lo que Longshot ha encontrado un mercado temprano al que puede dirigirse para generar flujo de caja durante la fase de creación de prototipos: las pruebas de vehículos hipersónicos. El equipo ha construido un prototipo a pequeña escala que ya superó Mach 2,2 en velocidad de salida, y una vez que alcance Mach 5, la compañía podrá comenzar a vender sus servicios a la emergente industria de aviones hipersónicos.

Obviamente, Longshot no se utilizará para lanzar humanos al espacio; acelerar de cero a Mach 30 en un segundo parece una excelente manera de convertir a un hombre en una mancha viscosa. Pero tenemos cohetes para empujar cosas blandas y carnosas; lo que no tenemos es una forma realmente barata de hacer que cosas menos perecederas pasen las garras de la gravedad en las cantidades que necesitaremos para órbitas y Lunas más complicadas. -construcciones basadas.

Aunque Sam Altman de OpenAI ya está de acuerdo con la financiación inicial, quedan muchos desafíos por delante. Dónde colocar estos hipercañones de seis millas de largo, por ejemplo, ya que cada lanzamiento irá acompañado de un estallido hipersónico devastador y bastante antisocial. Incluso colocar estas cosas en el desierto podría ensordecer ecosistemas enteros.

Luego está cómo asegurarse de que las fuerzas involucradas no destruyan el túnel de concreto. Y cómo diseñar vehículos de lanzamiento capaces de soportar no sólo las enormes fuerzas de aceleración involucradas, sino también los brutales efectos ablativos que se obtienen cuando intentas empujar cosas a través de la atmósfera a 30 veces la velocidad del sonido. Sobre este último punto, Grace dice que el tamaño es la clave.

"Es una cuestión de coeficiente balístico", le dijo a un miembro de la audiencia en la presentación de Foresight, en una rápida clase magistral de tono condescendiente y cantarín que recuerda a una versión turboalimentada del tipo del cómic de Los Simpson. "Si intentas hacerlo pequeño, la relación entre superficie y volumen es mala, y la fracción del vehículo que debe ser material ablativo es muy alta, potencialmente superando el 100%".

Los grandes, por otro lado, pueden llevar mucho blindaje ablativo y aun así tener una pequeña fracción del peso total del vehículo de lanzamiento, lo que deja mucho espacio para que un cohete de segunda etapa posicione el vehículo en órbita y, por supuesto, para mucha carga útil.

¿Funcionará este proyecto o Longshot es una posibilidad remota? El señor sabe. Pero al menos es una idea tremendamente entretenida y esperamos seguirla, aunque sólo sea por tener una excusa para ver muchas más presentaciones de Mike Grace. Lamentablemente, es un poco más mesurado y menos grosero en el video promocional a continuación.

Fuente: Tiro lejano