Andere Antworten erwähnen nicht die Tatsache, dass kein einzelner Impuls (z. B. wie von einer Waffe abgefeuert) ein Projektil in die Umlaufbahn bringen kann.Ein rein ballistisches Projektil, das von einer Waffe abgefeuert wird, muss entweder zurück auf den Planeten krachen oder es muss vollständig vom Planeten entkommen.

Um eine Umlaufbahn zu erreichen, müssen mindestens zwei Impulse auf das Projektil ausgeübt werden.Der erste (von der Kanone) startet ihn in eine elliptische Flugbahn, die an die Oberfläche zurückkehrt, und dann muss der zweite Impuls von einem Raketenmotor angelegt werden, um die Umlaufbahn in dem Moment zu "zirkularisieren", in dem das Projektil den Apogäum des Anfangs erreichtEllipse.

Alles, was mit einer solchen Waffe in die Umlaufbahn gebracht wird, muss sich in der unteren Atmosphäre mit einer Umlaufgeschwindigkeit (tatsächlich über der Umlaufgeschwindigkeit) bewegen.Das ist im Allgemeinen unerwünscht, um es milde auszudrücken: Es wird wirklich ernsthafte Erwärmung geben.

Abgesehen von den inneren ballistischen Aspekten dieser verschiedenen Projekte wurde schnell klar, dass alle mit einer Waffe abgefeuerten Satelliten hohen G-Belastungen während des Abfeuerns der Waffe standhalten müssen und die Größe und Masse des Satelliten stark eingeschränkt werden die Abmessungen der Bohrung der Waffe und den maximalen Impuls, den das Treibmittel liefern kann, ohne die Waffe zu beschädigen.

Spezielle Konstruktionen für Satelliten wurden vorbereitet, damit empfindliche Elektronik nicht durch das Abfeuern einer Waffe beschädigt wird. Da die Waffe keine ausreichende Geschwindigkeit für die Umlaufbahn bietet, wurden Satelliten mit Trägerraketen so konstruiert, dass sie nach dem Hochwerfen feuern mit der Waffe.

Das Projekt endete aus verschiedenen Gründen, zum Teil aus Haushaltsgründen, aus politischen Gründen. Der eskalierende Krieg in Vietnam führte dazu, dass die Mittel für viele Forschungsprojekte gekürzt wurden, und dieses Projekt war ursprünglich eine gemeinsame Anstrengung der USA und Kanadas. Als die Beziehungen zwischen den beiden Ländern wegen unterschiedlicher Strategien in Bezug auf Vietnam einen schwierigen Punkt erreichten, wurde das Projekt reif für die Beseitigung.

Ich denke, das Herzstück der Frage ist, ob man eine kontinuierliche Verbrennung von Treibmittel entlang der Länge des Fasses arrangieren kann. Auf diese Weise erfolgt die Beschleunigung auf sanftere Weise entlang der Länge des Laufs. Da sich die expandierenden Gase aus dem Treibmittel in einem Hüllengehäuse ausdehnen und der Druck der expandierenden Gase auf dem Weg abnimmt, bedeutet dies, dass die primäre Kraft- oder Beschleunigungsbelastung nicht zu Beginn der Projektilbewegung liegt.

Sie haben immer noch eine enorme Beschleunigung. Angenommen, der Lauf hat eine Länge von 100 m und das Projektil hat am Ende des Laufs eine Umlaufgeschwindigkeit (10 m / 4 m / s 2 m). Dann ist unter Verwendung der Elementargleichung $ 2ad = v_f ^ 2 - v_i ^ 2 $ die Beschleunigung dann $$ a = \ frac {v ^ 2} {2d} = \ frac {10 ^ 8m ^ 2 / s ^ 2} {200m} = 5,0 \ mal 10 ^ 5m / s ^ 2. $$ Dies ist die durchschnittliche Beschleunigung. Wenn Sie die Zündung des Treibmittels richtig gestalten, kann die tatsächliche Beschleunigung nahezu konstant sein. Dies ist beträchtlich.

Es gibt ein zusätzliches Problem. Das Projektil beim Verlassen der Waffe wird durch die große Stoßwelle, die es in der Atmosphäre erzeugt, verlangsamt. Sie müssten also das Projektil mit einer höheren Beschleunigung abfeuern, um diesen Verlust zu berücksichtigen.

Noch ein böser Faktor: Wie hoch ist die Expansionsgeschwindigkeit Ihres Treibmittels? Nehmen Sie den Jules Verne-Ansatz und Ihr Raumschiff fällt weit zurück, egal wie viel Pulver Sie in die Waffe geben, weil die Expansionsgeschwindigkeit zu niedrig ist. Ihr Fahrzeug wird die Expansionsgeschwindigkeit des Treibmittels niemals überschreiten.

Beachten Sie jedoch, dass Sie keine Sprengstoffe (oder brennbare Gasgemische - die besten chemischen Raumgewehrkonstruktionen, die ich je verwendet habe, es gab keinen Ausleger) verwenden müssen, um eine Raumgewehr zu bauen. Betrachten Sie die Railguns, an denen die Marine arbeitet - Supergun-Geschwindigkeiten, nichts im Launcher boomt. Sie benötigen jedoch immer noch eine pistolenharte Elektronik.

Für einen fixed-Starter können Sie einen Linearmotor anstelle einer Railgun verwenden.

Noch ein Kopfschmerz, den Sie beachten sollten: Ein vereinfachtes Zielen einer Weltraumkanone schneidet durch eine lot mehr Atmosphäre als die 14,7 psi, die Sie durchmachen werden, wenn Sie gerade nach oben gehen. Dies legt einen anderen Ansatz nahe: Machen Sie Ihren Startwinkel so steil wie möglich. Über 80 Grad wären ideal, wenn Sie die erforderliche vertikale Geschwindigkeit aufbauen könnten. Was höre ich von der Erdnussgalerie über die Notwendigkeit der Umlaufgeschwindigkeit? Wenn Ihre vertikale Geschwindigkeit hoch genug ist, können Sie mit sehr geringer horizontaler Geschwindigkeit davonkommen. Gehen Sie mit 18.000 Meilen pro Stunde fast geradeaus und Sie werden zurückfallen. Gehen Sie mit einer Geschwindigkeit von 24.500 Meilen pro Stunde fast geradeaus und es ist eine andere Sache - das Ziel ist es, so weit wie möglich hinauszugehen, um Ihre Umlaufbahn nicht von der Sonne wackeln zu lassen. Sie brauchen nur genügend horizontale Geschwindigkeit, um während dieses Hopfens 4000 Meilen zurückzulegen (und Sie können Tage auf dem Hopfen verbringen, das ist überhaupt nicht viel Geschwindigkeit), wieder nach unten kommen, nur die Atmosphäre überfliegen und dann ein Aerocapture-Manöver durchführen. Am Ende benötigen Sie noch einen Zirkularisierungsbrand, aber Sie haben weit weniger Luftwiderstand festgestellt, als wenn Sie direkt in die Umlaufbahn gegangen wären.

Wenn Sie sich auf einem Körper ohne Atmosphäre befinden, leuchtet der Linearmotor wirklich.Sie müssen immer noch zirkulieren, aber Sie kämpfen nicht gegen Mega-Drag, und Sie müssen sich auch keine Sorgen über Dinge wie die Schockwelle Ihres Fahrzeugs machen, die das Startsystem zerstört.Ein Auswurfwinkel von Null ist in Ordnung, daher gibt es keine Längenbeschränkung für den Booster.Sie benötigen keine pistolenharte Elektronik mehr, ein solches System kann sogar für bemannte Transporte verwendet werden.(Wickeln Sie Ihre Boost-Spur frei um den Mond und Ihre bemannte Geschwindigkeit wird nur durch die Zentripetalkraft begrenzt, wenn Sie die Spur umrunden. Wenn ich die Mathematik nicht durcheinander gebracht habe, reicht dies aus, um alles von der Sonnenflucht bis zum Sonnenaufprall zu ermöglichen.)

Das Einsetzen der Umlaufbahn ist bei Schiffen schwierig genug, bei denen die Anfangsstadien in Richtungen ausgerichtet werden können, die für die endgültige Umlaufbahn günstig sind.

Dieses Design erfordert eine feste Startrichtung, was für alle außer den Satelliten, deren Umlaufbahnen mit der Flugbahn der Waffe übereinstimmen, eine schreckliche Verschwendung von Treibstoff an Bord wäre.

Auch das kann mit Kraftstoff überwunden werden. Das eigentliche Problem ist Größe und Umfang. Das vorgeschlagene Design soll leichte Satelliten mit relativ geringem Volumen starten - maximal 1 Meter Durchmesser, einschließlich aller für den Start erforderlichen Gehäuse oder Schalen.

Heutige Satelliten sind oft viel größer als Autos und Busse auf der Straße - leicht über 2 Meter im Durchmesser und viel schwerer als diese kleine Waffe.

Sie könnten die Waffe theoretisch größer und länger machen, aber zusätzlich zu den exponentiell höheren Kosten für Bau und Treibstoff stellen Sie fest, dass die zum Starten erforderliche Energie exponentiell ansteigt.

Auf den ersten Blick sollte dies kein Problem sein, da das gleiche Problem für unsere aktuellen Produkteinführungen besteht. Dieses Design hat jedoch einen besonderen Nachteil: Das Fahrzeug muss zu Beginn des Schusses viel schneller fahren als am Ende. da es erhebliche Energie verbraucht, die durch die dichte Atmosphäre der unteren Schichten der Atmosphäre wandert.

Unsere derzeitige Raketentechnologie kann relativ langsam starten, weniger Treibstoff verbrauchen und ansteigen, wenn sie schneller werden und eine dünnere Atmosphäre passieren.

Dies bedeutet, dass die exponentielle Zunahme des Energiebedarfs beide betrifft, aber die Waffe erfordert eine noch größere exponentielle Zunahme, weil sie so schnell startet.

Nehmen wir an, Sie haben eine solche Waffe.Der nächste logische Schritt wird darin bestehen, auf dem Satelliten eine kleinere Kanone zu installieren, die mehrere kleine Granaten zurückschießt und so den Satelliten tatsächlich beschleunigt.Wenn diese kleine Bordwaffe wirklich viele kleine Granaten (Molekülgröße) verwenden würde, dann bekommen Sie nur eine traditionelle Rakete.Anscheinend ist es kein großer Unterschied für den Energiebedarf, wenn Sie eine Rakete von einer herkömmlichen Plattform aus starten oder abschießen, aber die technischen Schwierigkeiten für die letztere Technologie sind enorm.