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超高高度研究計画（Super HARP、SHARP）は、2段式軽ガス砲を使用して高速の発射体を大気圏上層部に発射する研究を行う米国政府のプロジェクトであり、最終目標は衛星を地球軌道に投入することであった。プロトタイプ宇宙砲の設計作業は、1985年にカリフォルニア州のローレンス・リバモア国立研究所で開始され、1992年12月に運用が開始された。[ 1 ]これは世界最大のガス砲である。[ 2 ]
SHARP砲は、一本のまっすぐな砲身ではなく、2つの独立したセクションからなるL字型設計を採用している。長さ270フィート（82メートル）の鋼鉄製の燃焼セクションとポンプチューブセクションは、長さ155フィート（47メートル）の発射チューブ（または砲身）に直角に接続されている。ポンプチューブの両端には、発射時の反動エネルギーを吸収するために、レールに取り付けられた100,000 kg（220,000ポンド）のそりが設置されており、発射チューブの後端の接合点付近には、垂直に配置されたレール上に10,000 kg（22,000ポンド）の小型そりが設置されている。[ 2 ]
発射シーケンスは、ポンプチューブの遠端にあるピストンの後ろの燃焼部でメタンガス混合物に点火することから始まります。その結果生じる爆発により、 1,000 kg (2,200 lb)の鋼鉄製ピストンがポンプチューブ内を急速に押し下げられ、ポンプチューブのもう一方の端を満たしている加圧済みの水素ガスがさらに圧縮されます。ピストンが接合点に向かって加速するにつれて、ポンプチューブ内の水素ガスは急速に圧縮され、60,000 psi (4,100 atm)の圧力になります。一方、小型の発射体は、隣接する減圧された発射チューブ内に静止しています。水素ガスが最大圧力に達すると、発射体を所定の位置に保持しているカップリングが破壊され、水素ガスによって発射体が直径4インチ (100 mm)の砲身内を極めて高速で押し下げられ、砲身の先端を覆う薄いプラスチックシートを突き破ります。すべての反動は、レールに取り付けられたそりが軌道に沿って外側に推進される際に吸収されます。[ 2 ]
ジョン・ハンターが率いるSHARP砲は、膨張する水素を使用して発射体を発射し、5kgの発射体で3km /s（6,700mph ）、マッハ8.8の速度を達成した。プロジェクトが継続されていれば、発射管を高くして宇宙打ち上げ試験を開始し、最大7km/s（16,000mph）、マッハ約21の速度に達する可能性があった。[ 1 ]
これらの試験は、1990年代初頭に設計された、砲身の長さが3,500メートル（11,500フィート）もあるさらに大型の軽ガス砲「ジュール・ヴェルヌ・ランチャー」の前段階として設計された。 第1段衛星打ち上げ用。費用は10億ドルと見積もられていたが、資金が集まらず、プロジェクトは最終的に1995年に中止された。しかし、SHARPガンはスクラムジェット開発などの他の研究分野で高速試験に引き続き使用された。[ 1 ]
弾道脱出速度の概念は十分に実証されている。最大の課題は、そのような高速を維持することである。なぜなら、空気抵抗と空力熱によって、そのような物体は著しく減速してしまうからだ。