Chiny planują zbudować gigantyczne działo szynowe do wystrzeliwania hipersonicznych samolotów w kosmos
Działo szynowe zostało wynalezione w celu przyspieszania pocisków przy użyciu mocy ampera. Jest to zwykle rozumiane jako broń przyszłości, ale technologia ta może być wykorzystywana nie tylko do strzelania. Chińscy naukowcy i inżynierowie zamierzają połączyć osiągnięcia ostatnich lat w dziedzinie akceleracji elektromagnetycznej i lotów hipersonicznych, aby wystrzelić ciężkie samoloty w kosmos. Będą one w stanie rozpędzić się do prędkości 1,6 Macha i osiągnąć wysokość 100 km lub więcej.
W 2016 r. Chiny rozpoczęły prace nad projektem Tengyun, statkiem kosmicznym wielokrotnego użytku składającym się z dwóch samolotów, z których większy służy jako nośnik. Pojazd ważący ponad 50 ton i długi na ponad 30 metrów potrzebowałby zbyt dużo paliwa, aby samodzielnie ruszyć z miejsca. Aby zapewnić bezpieczeństwo podczas powolnego startu, należałoby pójść na kompromisy, które zmniejszyłyby wydajność lotu przy dużych prędkościach, pisze SCMP.
Postępy w technologii akceleratorów masy elektromagnetycznej umożliwiły pokonanie tych trudności i skłoniły ekspertów z China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC) do przetestowania śmiałego pomysłu: zbudowania ogromnego działa szynowego do wystrzeliwania statków kosmicznych.
W tym celu wykorzystano tor szybkiego pociągu mugoli znajdujący się w hrabstwie Datong w prowincji Shanxi. Ten tunel o długości 2 km może rozpędzić ciężkie obiekty do 1000 km/h. W nadchodzących latach planowana jest rozbudowa toru, aby umożliwić jazdę z prędkością do 5000 km/h. Tutaj inżynierowie planują przeprowadzić testy i zebrać dane, które będą przydatne zarówno dla pociągów próżniowych, jak i wózków szynowych.
Obliczenia wykazały, że przepływy powietrza między samolotem, saniami elektromagnetycznymi, na których się znajduje, a torem stają się niezwykle złożone i intensywne podczas zwiększania prędkości. Jednym z pierwszych zadań stojących przed badaczami było zapewnienie bezpiecznego oddzielenia pojazdu od sań. Testy w tunelu aerodynamicznym i symulacje komputerowe wykazały, że gdy pojazd przekracza barierę dźwięku, generowane są liczne fale uderzeniowe.
Gdy sanki przyspieszają do maksymalnej prędkości i gwałtownie się zatrzymują, wystrzeliwując pocisk, chaotyczny przepływ powietrza początkowo popycha pojazd do przodu, ale następnie, w ciągu 4 sekund, powoduje ciąg wsteczny. Gdyby w środku znajdowali się pasażerowie, odczuliby krótkotrwałą nieważkość. Jednak w miarę oddalania się od toru intensywność wirów powietrza maleje, a pojazd może wejść w fazę szybkiego wznoszenia.
Stało się również jasne, że niektóre części maszyny muszą zostać wzmocnione, aby były odporne na fale uderzeniowe. Potrzebne są dalsze testy. Ogólnie rzecz biorąc, technologia ta jest bezpieczna i niezawodna, twierdzą autorzy artykułu opublikowanego w czasopiśmie naukowym Acta Aeronautica.
Harmonogram wdrożenia tego pomysłu w praktyce jest niejasny. Oczywiście zajmie to od 10 do 20 lat, ponieważ oprócz osiągnięcia wymaganej prędkości, twórcy będą musieli rozwiązać wiele innych problemów, w tym wytrzymałość konstrukcji statków kosmicznych, ich instrumentów i silników do pracy w kosmosie.
Inżynierowie z kalifornijskiego startupu SpinLaunch uważają paliwo rakietowe za relikt przeszłości i proponują wprowadzenie nowej metody wysyłania satelitów na orbitę – gigantycznej wirówki zdolnej obrócić rakietę do prędkości 8000 km/h, a następnie wystrzelić ją w niebo jak kamień z procy. Airbus i Alphabet już uwierzyły w ten pomysł, a teraz NASA podpisała umowę na przetestowanie tej technologii.
