Введение
Метод запуска объекта в космос с помощью большой пушки или орудия
Космическая пушка, иногда называемая пушкой Верна из-за её появления в романе Жюля Верна «Из Земли на Луну», — это метод запуска объекта в космос с использованием крупнокалиберной пушки или пушечной установки. Космические пушки таким образом потенциально могут обеспечить неракетный способ космического запуска. Предполагается, что космические пушки могут выводить спутники на околоземную орбиту (хотя для достижения стабильной орбиты после запуска потребуется собственная двигательная установка спутника), а также запускать космические аппараты за пределы гравитационного притяжения Земли и в другие части Солнечной системы, превышая первую космическую скорость, равную приблизительно. Однако эти скорости слишком высоки для большинства практических двигательных систем и могут привести к сгоранию большинства объектов из-за аэродинамического нагрева или их разрушению под воздействием аэродинамического сопротивления. Поэтому более вероятным применением космических пушек в будущем будет запуск объектов на низкую околоземную орбиту, откуда смогут стартовать прикреплённые к ним ракеты или объекты смогут быть «захвачены» маневренными орбитальными спутниками. В рамках проекта HARP, совместного оборонного проекта США и Канады 1960-х годов, 100-калиберное орудие ВМС США использовалось для стрельбы снарядом на высоту, достигнув апогея, что позволило осуществить суборбитальный космический полёт. Однако космическая пушка никогда не использовалась успешно для вывода объекта на орбиту или за пределы гравитационного притяжения Земли.
Технические вопросы
Огромное ускорение, которое, вероятно, испытает баллистический снаряд, запущенный таким образом, означает, что космическая пушка не сможет безопасно запускать людей или чувствительное оборудование, а будет ограничена перевозкой грузов, топлива или защищенных спутников.
Выход на орбиту
Космическая пушка сама по себе не способна вывести объекты на устойчивую орбиту вокруг объекта (планеты или иного тела), с которого они запущены. Орбита будет параболической, гиперболической или частью эллиптической орбиты, заканчивающейся на поверхности планеты в точке запуска или в другой точке. Это означает, что не скорректированный баллистический груз всегда столкнется с планетой в течение первого оборота, если только его скорость не достигнет или не превысит первую космическую скорость. Следовательно, всем грузам, предназначенным для выхода на замкнутую орбиту, потребуется как минимум некоторая коррекция траектории для создания новой орбиты, не пересекающей поверхность планеты. Для дополнительного ускорения можно использовать ракету, как это планировалось в проектах HARP и Quicklaunch. Величина такой коррекции может быть незначительной; например, в базовом проекте StarTram Generation 1 предусмотрено суммарное ракетное торможение для подъема перигея значительно выше атмосферы при выходе на низкую околоземную орбиту. В системе из трех и более тел может существовать траектория гравитационного маневра, при которой тщательно нацеленный снаряд, запущенный со скоростью убегания, изменит свою траекторию под воздействием гравитационных полей других тел системы и в конечном итоге вернется на орбиту исходной планеты, используя только начальную дельту-v.
Исаак Ньютон обошел это возражение в своем мысленном эксперименте, разместив свою воображаемую пушку на вершине высокой горы и предположив пренебрежимо малое сопротивление воздуха. На устойчивой орбите снаряд будет обращаться вокруг планеты и вернется на высоту запуска после одного оборота (см. пушечное ядро Ньютона).
V3 Канон (1944-45)
Немецкая программа создания пушки V-3 во время Второй мировой войны была попыткой построить оружие, приближающееся по своим характеристикам к космической пушке. Расположенная в районе Па-де-Кале во Франции, она должна была превзойти по разрушительной силе другие нацистские "оружия возмездия". Пушка была способна запускать снаряды диаметром в [укажите диаметр из оригинала] на расстояние [укажите расстояние из оригинала]. Она была уничтожена бомбардировкой Королевских ВВС с использованием мощных бомб Tallboy в июле 1944 года.
Исследовательский проект на сверхвысокой высоте (1985-1995)
Программа противоракетной обороны США спонсировала проект исследований на сверхвысоких высотах (SHARP) в 1980-х годах. Разработанная в Лоуренсовской лаборатории Ливермора, это легкая газовая пушка, которая использовалась для стрельбы по объектам со скоростью 9 Махов.
Проект "Вавилон" (1988-1990)
Наиболее заметной недавней попыткой создать космическую пушку был проект артиллерийского инженера Джеральда Булла "Вавилон", который СМИ также называли "иракской суперпушкой". В рамках проекта "Вавилон" Булл, опираясь на опыт, полученный в проекте HARP, построил огромную пушку для Саддама Хусейна, лидера баасистского Ирака. Булл был убит до завершения проекта.
Быстрый запуск (1996-2016)
После отмены проекта SHARP, ведущий разработчик Джон Хантер основал Jules Verne Launcher Company в 1996 году и компанию Quicklaunch. По состоянию на сентябрь 2012 года компания Quicklaunch искала 500 миллионов долларов для строительства пушки, способной дозаправлять топливный склад или доставлять большие объемы материалов в космос. Ускорители на основе рам также предлагались как альтернатива легким газовым пушкам. Другие предложения используют электромагнитные методы для разгона полезной нагрузки, такие как электромагнитные ускорители и рельсотроны.
В художественной литературе
Первой публикацией концепции можно считать пушечное ядро Ньютона в его книге 1728 года «Трактат о системе мира», хотя оно в основном использовалось как мысленный эксперимент, связанный с гравитацией. Возможно, наиболее известные изображения космической пушки появляются в романе Жюля Верна «От Земли к Луне» 1865 года и его романе «Вокруг Луны» 1869 года (вольно интерпретированном в фильме «Путешествие на Луну» 1902 года), где астронавты летят на Луну на корабле, запущенном из пушки. Другой известный пример используется марсианами для начала вторжения в книге Г.Г. Уэллса «Война миров» 1897 года. Уэллс также использовал эту концепцию в кульминации фильма 1936 года «Грядущее». В одном из первых польских научно-фантастических романов «На серебряном глобусе» Анджея Жулавского, опубликованном в 1903 году, астронавты отправляются на Луну с помощью космической пушки. Это устройство фигурировало в фильмах вплоть до 1967 года, например, в фильме Жюля Верна «Ракета на Луну». В видеоигре 1991 года Ultima: Worlds of Adventure 2: Martian Dreams Персиваль Лоуэлл строит космическую пушку для отправки космического корабля на Марс. В видеоигре Steel Empire 1992 года, шутере с эстетикой стимпанка, в седьмом уровне представлена космическая пушка, которую главный злодей генерал Стайрон использует для отправки себя на Луну. В романе Ханну Раджаниеми 2012 года «Фрактальный принц» космическая пушка в «Джанне пушек», работающая на 150-килотонной ядерной бомбе, используется для запуска космического корабля с Земли. В видеоигре SOMA 2015 года представлена космическая пушка, используемая для запуска спутников. Убийство Джеральда Булла и пушка проекта «Вавилон» также послужили отправной точкой для романа Фредерика Форсайта 1994 года «Кулак Бога». В повести Ларри Бонда 2001 года и романе 2015 года «Lash Up» Китай использует космическую пушку для уничтожения американских спутников GPS. В ролевой игре 2004 года Paper Mario: The Thousand Year Door деревня Бомбов управляет космической пушкой, чтобы отправить Paper Mario и его команду на базу X Naut на Луне. Джеральд Булл и проект «Вавилон» являются неотъемлемой частью сюжета романа Луизы Пенни 2015 года «Природа зверя».