Outras respostas não mencionam o fato de que nenhum impulso único (por exemplo, como ser disparado de uma arma) pode lançar um projétil em órbita.Um projétil puramente balístico disparado de uma arma deve se chocar contra o planeta ou deve escapar completamente do planeta.

Para atingir a órbita, pelo menos dois impulsos devem ser aplicados ao projétil.O primeiro (da arma) o lança em uma trajetória elíptica que retorna à superfície, e então o segundo impulso deve ser aplicado por um motor de foguete para "circular" a órbita no momento em que o projétil atinge o apogeu do inicialelipse.

Qualquer coisa lançada em órbita por tal arma precisa viajar em velocidade orbital (na verdade, acima da velocidade orbital) na baixa atmosfera.Isso geralmente é indesejável, para dizer o mínimo: haverá um aquecimento muito sério.

Além dos aspectos balísticos internos desses vários projetos, percebeu-se rapidamente que quaisquer satélites lançados por arma de fogo teriam que suportar cargas de alta G durante o disparo da arma e o tamanho e a massa do satélite seriam muito limitados por as dimensões do furo da arma e o impulso máximo que pode ser fornecido pelo propelente sem danificar a arma.

Projetos especiais para satélites foram preparados para que eletrônicos sensíveis não fossem danificados por disparos de uma arma, e reconhecendo que a arma não poderia fornecer velocidade suficiente para alcançar a órbita, os satélites com foguetes de reforço foram projetados para disparar após serem lançados no alto pela arma.

O projeto terminou por vários motivos, alguns orçamentais, alguns políticos. A escalada da guerra no Vietnã causou o corte de fundos para muitos projetos de pesquisa, e este projeto foi originalmente um esforço conjunto entre os EUA e o Canadá. Quando as relações entre os dois países chegaram a um ponto difícil devido às políticas divergentes em relação ao Vietnã, o projeto tornou-se maduro para ser eliminado.

Acho que o cerne da questão é saber se alguém poderia organizar uma combustão contínua de propelente ao longo do comprimento do cano. Dessa forma, a aceleração ocorre ao longo do comprimento do cano de forma mais suave. Uma vez que os gases em expansão do propelente em um invólucro se expandem e a pressão dos gases em expansão diminui ao longo do caminho, isso significa que a força primária ou carga de aceleração não está no início do movimento do projétil.

Você ainda tem uma grande aceleração. Suponha que o barril tenha $ 100 $ m de comprimento e suponha que o projétil tenha velocidade orbital ($ \ simeq 10 ^ 4m / s ^ 2 $) no final do barril. Então, usando a equação elementar $ 2ad = v_f ^ 2 - v_i ^ 2 $ a aceleração é então $$ a = \ frac {v ^ 2} {2d} = \ frac {10 ^ 8m ^ 2 / s ^ 2} {200m} = 5,0 \ vezes 10 ^ 5m / s ^ 2. $$ Esta é a aceleração média, que se você projetar o disparo do propelente corretamente, pode ser a aceleração real que é quase constante. Isso é considerável.

Existe um problema adicional. O projétil, ao sair da arma, será retardado pela grande onda de choque que produz na atmosfera. Portanto, você precisaria disparar o projétil com uma aceleração maior para compensar essa perda.

Mais um fator desagradável: Qual é a velocidade de expansão do seu propelente. Faça a abordagem de Júlio Verne e sua nave ficará muito aquém, não importa a quantidade de pólvora que você coloque na arma porque a velocidade de expansão é muito baixa. Sua nave nunca excederá a velocidade de expansão do propelente.

Observe, entretanto, que você não precisa usar explosivos (ou misturas de gases combustíveis - os melhores designs de armas espaciais químicas que já vi usavam gás, não havia explosão) para construir uma arma espacial. Considere as armas ferroviárias nas quais a marinha está trabalhando - velocidades do tipo super-arma, nada no lançador faz boom. No entanto, você ainda precisa de aparelhos eletrônicos rígidos.

Para um iniciador fixed, você pode usar um motor linear em vez de um canhão elétrico.

Mais uma dor de cabeça para ter em mente: uma mira simplista de uma arma espacial corta um lot com mais atmosfera do que os 14,7 psi que você atravessará se for direto para cima. Isso sugere outra abordagem: faça seu ângulo de lançamento o mais inclinado possível, mais de 80 graus seria o ideal se você pudesse construir a velocidade vertical necessária. O que eu ouvi da galeria de amendoim sobre a necessidade de velocidade orbital ?? Se sua velocidade vertical for alta o suficiente, você pode se safar com muito pouca velocidade horizontal. Vá quase direto para cima a 18.000 mph e você vai cair para trás. Vá quase direto para cima a, digamos, 24.500 mph e é outra questão - o objetivo é ir o mais longe possível de forma consistente, sem deixar sua órbita distorcida pelo sol. Você só precisa de velocidade horizontal suficiente para viajar 6.000 milhas durante este salto (e você pode levar dias no salto, isso não é muita velocidade), volte para baixo deslizando pela atmosfera e então faça uma manobra de aerocaptura. Você ainda precisará de uma queima de circularização no final, mas encontrou muito menos resistência do que se tivesse entrado em órbita diretamente.

Agora, se você estiver em um corpo sem atmosfera, o motor linear realmente brilha.Você ainda precisa circular, mas não está lutando contra mega-arrasto, nem precisa se preocupar com coisas como a onda de choque de sua nave destruindo o sistema de lançamento.Um ângulo de ejeção de zero é bom, portanto, não há limite de comprimento no booster.Você não precisa mais de equipamentos eletrônicos pesados, esse sistema pode ser usado até mesmo para transporte tripulado.(Enrole sua trilha de boost em torno da lua e sua velocidade tripulada será limitada apenas pela força centrípeta conforme você percorre a trilha./ p>

A inserção orbital é difícil o suficiente com navios onde os estágios iniciais podem ser direcionados em direções favoráveis ​​à órbita final.

Este projeto exige uma direção de lançamento fixa, o que seria um terrível desperdício de combustível a bordo para todos, exceto aqueles satélites cujas órbitas coincidem com a trajetória do canhão.

Mesmo isso pode ser superado com combustível. O verdadeiro problema é o tamanho e a escala. O projeto proposto visa lançar satélites leves de volume relativamente pequeno - máximo de 1 metro de diâmetro, incluindo qualquer caixa ou concha necessária para o lançamento.

Os satélites de hoje são geralmente muito maiores do que carros e ônibus na estrada - facilmente com mais de 2 metros de diâmetro e pesando muito mais do que esta pequena arma poderia suportar.

Você poderia, em teoria, tornar a arma maior e mais longa, mas além dos custos exponencialmente maiores de construção e combustível, você descobre que a energia necessária para o lançamento aumenta exponencialmente.

À primeira vista, isso não deve ser um problema, pois o mesmo problema existe para nossos lançamentos atuais, no entanto, este design tem uma desvantagem particular - o veículo deve estar indo muito mais rápido no início da cena do que no final já que vai gastar energia significativa viajando pela densa atmosfera das camadas inferiores da atmosfera.

Nossa tecnologia atual de foguetes pode começar relativamente devagar, queimando menos combustível, e aumentar conforme eles ficam mais rápidos e à medida que passam por uma atmosfera mais fina.

Isso significa que o aumento exponencial na energia necessária afeta ambos, mas a arma requer um aumento exponencial ainda maior porque está começando muito rápido.

Digamos que você tenha essa arma.O próximo passo lógico será instalar no satélite um canhão menor que dispararia de volta vários projéteis pequenos e assim aceleraria o satélite, de fato?Se esta pequena arma de bordo usaria realmente muitos projéteis pequenos (tamanho da molécula), então você está recebendo apenas um foguete tradicional.Aparentemente, não faz muita diferença para a energia necessária se você lançar um foguete da plataforma tradicional ou atirar nele, mas as dificuldades de engenharia para a última tecnologia são enormes.