宇宙銃

スペースガンは、ジュール・ヴェルヌの『月世界』に登場することからヴェルヌ銃とも呼ばれ、大きな銃や大砲のような構造物を使用して物体を宇宙に打ち上げる方法である。そのため、スペースガンは、ロケットに代わる宇宙打ち上げの方法となる可能性がある。スペースガンは、人工衛星を地球の軌道に乗せることができる（ただし、安定した軌道を達成するには、打ち上げ後の衛星の推進が必要である）と推測されており、また、地球の脱出速度である約11.20 km/s（40,320 km/h、25,050 mph）を超えて、地球の重力を超えて太陽系の他の部分に宇宙船を打ち上げることもできる。しかし、これらの速度は、ほとんどの実用的な推進システムにとって極超音速領域に入りすぎており、また、ほとんどの物体は空力加熱により燃え尽きるか、空気抵抗により破壊される。したがって、宇宙銃の将来のより可能性の高い用途は、物体を低地球軌道に打ち上げることであり、その時点で取り付けられたロケットを発射するか、物体を操作可能な軌道衛星で「収集」することができます。^{[引用が必要]}

1960年代の米国とカナダの共同防衛プロジェクトであるHARP計画では、米国海軍の410 mm（16インチ）100口径砲を使用して、180 kg（400ポンド）の砲弾を3,600 m/s（12,960 km/h、8,050 mph）で発射し、高度180 km（110マイル）の遠地点に到達して弾道宇宙飛行を行った。しかし、宇宙銃が物体を軌道に乗せたり、地球の重力から脱出させたりするのに使用されたことは一度もない。

このように発射された弾道発射体は大きな重力加速度を受ける可能性が高いため、宇宙砲は人間や精密機器を安全に打ち上げることはできず、貨物、燃料、または耐久性の高い衛星の打ち上げに限定されることになる。

スペースガンだけでは、物体を、それが発射された物体（惑星など）の周りの安定した軌道に配置することはできません。軌道は、放物線軌道、双曲軌道、または発射地点または別の地点で惑星の表面で終わる楕円軌道の一部です。これは、速度が脱出速度に達するかそれを超えるほど高くない限り、補正されていない弾道ペイロードは常に最初の軌道内で惑星に衝突することを意味します。その結果、閉じた軌道に到達することを意図したすべてのペイロードは、惑星の表面と交差しない別の軌道を作成するために、少なくとも何らかのコース修正を実行する必要があります。

HARP計画とクイックローンチ計画の両方で計画されているように、ロケットを追加のブーストに使うこともできる。このような修正の規模は小さいかもしれない。例えば、StarTram第1世代の基準設計では、8km/s（18,000mph）の低軌道に入るときに、近地点を大気圏よりかなり上に上げるために、合計0.6km/s（1,300mph）のロケット燃焼が必要となる。^[1]

3体^{[ブロークンアンカー]}またはそれ以上の大きなシステムでは、重力アシスト軌道が利用可能であり、慎重に狙った脱出速度の発射体は、システム内の他の物体の重力場によって軌道が変更され、発射体は最終的に発射デルタvのみを使用して最初の惑星の軌道に戻ることができる可能性があります。^{[2] [3]}

アイザック・ニュートンは、彼の思考実験で、彼の仮想大砲を高い山の頂上に設置し、空気抵抗が無視できると仮定することで、この反論を回避した。安定した軌道であれば、発射体は惑星を一周し、一周すると発射高度に戻る（ニュートンの大砲弾を参照）。^[4]

砲身の長さ（）と必要な速度（ ）を持つ宇宙銃の場合、加速度（）は次の式で与えられます。^[要出典]${\displaystyle l}$${\displaystyle v_{e}}$${\displaystyle a}$

${\displaystyle a={\frac {v_{e}^{2}}{2l}}}$

たとえば、地球の地殻と対流圏の両方を貫通する垂直の「砲身」を持ち、全長が約60 km（37マイル）（）で、地球の重力から脱出するのに十分な速度（脱出速度、地球上では11.2 km/sまたは25,000 mph）を持つ宇宙銃の場合、加速度（ ）は理論的には1,000 m/s ²（3,300 ft/s ² ）以上、つまり100 gの力以上になり、これは、発射にかかる約10秒間の最大20～35 gの重力に対する人間の耐性^[5]の約3倍に相当します。この計算では、高高度での脱出速度の低下は考慮されていません。 ${\displaystyle l}$${\displaystyle v_{e}}$${\displaystyle a}$

第二次世界大戦中のドイツのV-3砲計画は、宇宙砲に近いものを作る試みだった。フランスのパ・ド・カレー地方に拠点を置き、他のナチスの「復讐兵器」よりも破壊力の強いものになる予定だった。この砲は、140kg（310ポンド）、直径15cm（5.9インチ）の砲弾を88km（55マイル）の距離から発射することができた。1944年7月、イギリス空軍のトールボーイ超大型爆弾による爆撃で破壊された。 ^[6]

米国の弾道ミサイル防衛プログラムは、1980年代に超高高度研究プロジェクト（SHARP）を後援しました。ローレンス・リバモア研究所で開発されたこの軽ガス銃は、マッハ9で物体を発射する試験に使用されました。

宇宙砲を作ろうという最近の最も有名な試みは、砲兵技術者ジェラルド・ブルのバビロン計画であり、メディアからは「イラクのスーパーガン」とも呼ばれていた。バビロン計画中、ブルはHARP計画の経験を生かして、バース党イラクの指導者サダム・フセインのために巨大な大砲を作った。ブルは計画が完了する前に暗殺された。^[7]

SHARPのキャンセル後、主任開発者のジョン・ハンターは1996年にジュール・ヴェルヌ・ランチャー・カンパニーとクイックローンチ社を設立した。2012年9月現在、クイックローンチは燃料貯蔵庫に燃料を補給したり、大量の物質を宇宙に送ったりできる銃を作るために5億ドルの資金調達を目指していた。^{[8] [9] [10]}

軽ガス銃の代替としてラム加速器も提案されている。他の提案では、コイルガンやレールガンなど、ペイロードを加速するために電磁技術が使用される。^[要出典]

この概念が初めて発表されたのは、ニュートンが1728年に著した『世界体系論』に書かれた大砲の弾であると考えられるが、主に重力に関する思考実験として使われていた。^[11]

おそらく、宇宙銃の最も有名な描写は、ジュール・ヴェルヌの1865年の小説『月世界行』と1869年の小説『月世界』 （1902年の映画『月世界旅行』に大まかに解釈された）に登場するもので、これらの小説では、宇宙飛行士が大砲から発射された宇宙船に乗って月へ飛んでいきます。もう1つの有名な例は、HGウェルズの1897年の著書『宇宙戦争』で火星人が侵略を開始するために使用されています。ウェルズは、1936年の映画『未来への旅』のクライマックスでもこの概念を使用しました。1903年に出版されたアンジェイ・ズラウスキのポーランド初のSF小説の1つである『銀の球場で』では、宇宙飛行士が宇宙銃を使用して月に打ち上げられます。この装置は、ジュール・ヴェルヌの『月へのロケット』など、1967年まで映画に登場していました。

1991 年のビデオ ゲームUltima: Worlds of Adventure 2: Martian Dreamsでは、パーシバル ローウェルが宇宙銃を製作し、宇宙船を火星に送ります。

1992 年のビデオ ゲーム「Steel Empire」は、スチーム パンクの美学を取り入れたシューティングゲームで、第 7 レベルでは、主な悪役であるスタイロン将軍が月へ打ち上げるために使用する宇宙銃が登場します。

ハンヌ・ラヤニエミの2012年の小説『フラクタル・プリンス』では、150キロトンの核爆弾で駆動する「ジャンナ・オブ・ザ・キャノン」の宇宙砲が、地球から宇宙船を打ち上げるのに使用されている。

2015 年のビデオ ゲームSOMAには、衛星の打ち上げに使用される宇宙銃が登場します。

ジェラルド・ブルの暗殺とバビロン計画の銃は、フレデリック・フォーサイスの1994年の小説『The Fist of God』の出発点にもなった。ラリー・ボンドの2001年の中編小説と2015年の小説『Lash-Up 』では、中国が宇宙銃を使ってアメリカのGPS衛星を破壊している。

2004 年のロールプレイング ゲーム『ペーパーマリオ 千年王国の扉』では、ボム兵の村がスペース ガンを操作してペーパーマリオと仲間たちを月の X-Naut 基地に送ります。

ジェラルド・ブルとプロジェクト・バビロンは、ルイーズ・ペニーの2015年の小説『The Nature of the Beast』のストーリーに欠かせない存在です。

• 静止軌道：通信衛星が使用する地球上空35,786 km（22,236マイル）の円軌道
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• 新しい技術のテストにより、HARP「宇宙」銃の目標が達成される可能性がある
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