¿Qué tan grande sería un arma para disparar una bala a la luna?

El primero fue el tamaño aproximado y la forma del cohete Saturno 5. Hoy probablemente podríamos hacerlo con una versión un poco más pequeña.

¿De qué estoy hablando? Bueno, un cohete es un arma. Usted ve, la gente tiene esta noción de que un arma está hecha para disparar una bala de plomo usando una carga de pólvora. Sin embargo, ese no es el caso. De lo contrario, ¿qué son las pistolas de agua? Pistolas de paintball? Pistolas de pellets? ¿El cohete? Existió.

Todo lo que tiene que darse cuenta es que un arma es un dispositivo que dispara un proyectil a través de un acelerador. Bueno, el Saturno Cinco era un arma con el cañón apuntando a la Tierra. Cuando disparó, hubo una aceleración de innumerables proyectiles en la superficie de la Tierra. En el otro extremo, montando el retroceso, había otra bala esperando disparar a la Luna. Una vez que el arma Saturno Cinco había gastado todo su acelerador disparando a la Tierra, se disparó el proyectil que mira hacia atrás lanzando la bala, el módulo de comando y el módulo de aterrizaje a la Luna.

Los cohetes son solo ametralladoras que disparan muchos proyectiles muy pequeños. Entonces, ¿qué pasaría si quisieras ir con una visión más convencional de tu premisa? Es decir, ignorando la idea de los cohetes como armas. Bueno, eso también se puede hacer. Usando una idea similar incluso.

Usted ve, hubo un proyecto en los años 50 llamado Proyecto Orión. El objetivo del Proyecto Orión era el viaje interestelar mediante el uso de explosiones nucleares controladas. La prueba de concepto para esta idea fue una pequeña cúpula que arrojó explosivos cronometrados para lanzarse. Esto no es muy diferente de las balas que contienen su propio acelerador. No recomiendo wikipedia como fuente primaria, pero aquí hay un artículo que … al menos en este momento … hace un trabajo decente al explicar las municiones sin caja. Municiones sin caja – Wikipedia

Todo lo que necesitamos es apuntar la bala a la luna, usando explosiones similares y dejarla ir. Si usáramos la ruta nuclear, entonces su arma sería del tamaño de un submarino de clase Los Ángeles. Recuerde, no tiene que soportar el impacto de las explosiones nucleares, solo tiene que soportar la ola de presión. A medida que la bala de la clase de Los Ángeles atraviesa la atmósfera, cada explosión posterior sería cada vez más efectiva.

Así que ahí lo tienes, si quieres disparar una bala a la Luna, primero apunta el arma a la Tierra y luego dispara la última bala a la Luna o usa un acelerador mejor que la pólvora.

Ehh … está bien … eso sigue empujando el concepto. Sin embargo, existe un diseño de arma real en todos los sentidos clásicos del concepto que podría responder a su pregunta. Tenemos que volver a la Alemania nazi en la Segunda Guerra Mundial y un arma secreta V destinada a hacer que todo Londres se convierta en escombros. El cañón V3. Esta arma en su configuración de la Segunda Guerra Mundial habría sido capaz de disparar en algún lugar en el área de 150 a 300 proyectiles por hora a objetivos a más de 100 millas de distancia. Tiendo a un menor número de disparos porque creo que la estimación más alta no tiene en cuenta la falla del cañón que acompañaría a una tasa de disparo tan alta. Una volea cada 20 a 30 minutos es probablemente lo más razonablemente posible. Basta ya con la historia de la Segunda Guerra Mundial … sobre el arma.

La ubicación es lo más importante. Obviamente necesitamos disparar desde la posición más alta de la Tierra, el Monte Everest. Construimos la forma V3 de Gun en el lado de la montaña. Sin embargo, el barril no llegará hasta el nivel del mar … los rendimientos decrecientes y la sobrepresión no nos harán ningún favor. Sin embargo, la cima del Monte Everest está por encima del 75% de la atmósfera terrestre, por lo que no necesitamos luchar contra la mayoría de la atmósfera que hacen los cohetes. Aún mejor, debido a que todavía tenemos una atmósfera por encima de nosotros, podemos usar algo de aerodinámica para ayudarnos a estabilizar nuestra trayectoria.

Nuestro proyectil será una ronda de uranio empobrecido que tiene una densidad de alrededor de 19.1 g / cm ^ 3 y un radio de 10 centímetros. Al nivel del mar, esta ronda tiene una velocidad terminal superior a 278 m / sy, por lo tanto, podrá evitar fácilmente cualquier dificultad con la pérdida de aceleración debido al arrastre atmosférico. Solo necesitamos 11 m / s. La ronda en sí pesa unos 80 kg. El cañón V-3, que disparó un proyectil ligeramente más pesado de 95 kg, logró una velocidad de boca de 1500 m / s.

Nuestro arma tendrá un objetivo similar. Una vez que disparemos el arma en la dirección de donde estará la Luna, nuestro objetivo no es dar en el blanco en la Luna. En cambio, solo necesitamos que sea capturado por la gravedad de la Luna. Así hemos logrado lo que muchos dijeron que era imposible.

Algunas notas Queremos triplicar la longitud y pulir masivamente el grosor del barril. El proyectil en sí mismo no será una vieja ronda agotada, sino una con un estuche de expulsión para que una vez que salga del cañón podamos reducir el área de la superficie sobre la que actuará la fricción. Finalmente, nuestro proyectil se convertirá en una vara larga. La punta de esta varilla estará formada por una baldosa térmica aerodinámica.

Si bien solo habría ganancias adicionales mínimas al alargar el cañón en una cantidad tan grande, esas ganancias se magnifican enormemente disparando el arma a una altitud tan alta. Si mis cálculos son correctos … y estos cálculos son dudosos cuando los cálculos son perfectos … podemos esperar perder en algún lugar en el área del 98.6% de la velocidad inicial de los proyectiles desde el momento en que sale del cañón hasta el momento en que sale de la atmósfera de la Tierra. Esto dejará el proyectil con una velocidad de alrededor de 26 m / s.

Incluso en el peor de los casos en el que, por alguna razón, solo alcanzamos 1200 m / s en la boca del cañón, nuestro proyectil aún debería continuar con unos 16 m / s fuera de la atmósfera.

Dimensiones finales de nuestra arma:

Longitud: 300 metros

Ancho: 5 metros: en el punto más ancho que representa los barriles de carga del acelerador.

Velocidad final del hocico 1500–1850 m / s

La velocidad en la Luna será mayor de 26 m / s a ​​medida que la gravedad de la Luna acelere la ronda para el impacto final.

Tiempo desde el disparo hasta el impacto de la luna. Entre 1,5 y 3 días.

Debido a cierta incertidumbre en el diseño … serán necesarios algunos incendios de prueba para establecer la carga óptima y el tiempo de disparo para lograr la intercepción de la Luna.

No hay respuesta a esa pregunta. Un arma infinitamente grande no podía disparar una bala a la luna.

Un objeto necesita alcanzar 11 km / s de velocidad para escapar de la gravedad de la Tierra. Dado que la atmósfera ralentizaría el proyectil, la velocidad del cañón de dicha bala debería estar en el estadio de 15 km / s.

Esto es lo que le sucede a un proyectil que viaja unos escasos 2 km / s en la atmósfera de la Tierra:

Las llamas no son del arma. Ese proyectil fue acelerado eléctricamente. Las llamas son de la bola de fuego causada por el proyectil que impacta la atmósfera. A tales velocidades, el aire también podría ser una pared de ladrillos.

Un objeto que viaja a 15 km / s en la atmósfera provocaría una bola de fuego lo suficientemente poderosa como para destruir el proyectil, el arma y parte de la montaña en la que está integrado el arma.

Sin embargo, un arma es la forma más eficiente de llevar algo de la luna a la Tierra.

Se necesitaría un arma muy, muy grande y poderosa.

Cuando lo disparas, la bala de las armas debería ser capaz de acelerar a una velocidad de 11 km / so 39600 km / h. Cuál es la velocidad mínima necesaria para escapar del tirón gravitacional de la tierra. La bala debería estar hecha de algo muy resistente, lo suficientemente resistente como para no quemarse mientras viaja por el aire. Lo cual no es realmente posible, por lo que sería necesario usar algo como una pistola de riel o una bobina. También tendría que estar muy aislado con algún tipo de material.

En cuanto al tamaño de la pistola. El arma tendría que ser estacionaria, y obviamente muy poderosa. Entonces estoy pensando en algo como …

(Star Wars) bam!

Quizás un poco más pequeño. Solo una estimación, no confíes en mi palabra.

Disparar una bala en una órbita terrestre baja (es decir, lanzar un satélite) es bastante difícil. Saddam Hussein encargó una investigación sobre esto, pero el arma nunca se completó. Fue un proyecto de desarrollo serio y podría haber tenido éxito si no fuera por la desconfianza de los motivos de Saddam.

Proyecto Babilonia – Wikipedia

El cañón debía tener 156 metros de largo con 1 metro de diámetro (!). Incluso entonces, el proyectil contenía un motor de cohete y una carga útil.

Llegar a la luna es más difícil que llegar a la órbita terrestre baja. Delta-V es aproximadamente un 50% más, según recuerdo. El cañón orbital de Saddam estaba justo al borde de lo factible. Probablemente nunca se intente un cañón lunar.

Si pudieras desarrollar una columna antigravedad que llegara fuera de la atmósfera, casi cualquier arma puede hacerlo.

Si construiste un cañón de pistola que se extendió fuera de la atmósfera y moviste la bala a lo largo de su cañón para acelerar lo que se necesita para llegar a la luna, nuevamente, podrías hacerlo.

Pero dados los requisitos para realizar las tareas, el esfuerzo probablemente costaría más que poner a los primeros hombres en la luna y tomar más tiempo que los 9 años en que lo hicimos.

Por supuesto, si realmente quieres definir qué es una PISTOLA, una BALA en términos muy generales, entonces la plataforma de lanzamiento es el arma, el cohete es el cañón y la nave de aterrizaje es la bala, así que ya está hecho.

Pero esa era una pistola y una bala muy caras.

Sabes, si uno de los astronautas en la luna hubiera disparado una bala a la superficie, podría afirmar que disparó una bala y golpeó la luna.

La NRA lo convertiría en su chico aficionado, y los principales medios de comunicación lo convertirían en el demonio. Excepto por las noticias de Fox. Simplemente informarían los hechos como siempre.

A lo que te refieres se llama pistola Verne, y el artículo de Wikipedia sobre el tema cubre el tema con gran detalle:
Pistola espacial – Wikipedia

Básicamente…. había varias personas investigando “cañones espaciales” o “lanzamiento de cañones”, y lo mejor que podían hacer era obtener un proyectil a 180 km del suelo, que no está lo suficientemente cerca como para establecer una órbita estable. Sin embargo, podría ser posible utilizar el lanzamiento de armas para acercarse a la órbita donde disparará cohetes y alcanzará la órbita estable por sí solo.

La velocidad de escape de la Tierra es de 11.2 km / s, y el registro actual de velocidad del aire es de 9.6 Mach (aproximadamente 3 km / s, establecido por la NASA X-43) … que no está lo suficientemente cerca como para escapar de la gravedad de la Tierra. El artículo de wikipedia que relacioné la velocidad de la pistola espacial de la lista a unos 3 km / s como máximo, que, una vez más, es demasiado baja.

El problema principal es la atmósfera, porque los objetos que viajan demasiado rápido se queman. Tal vez si el arma se construyó en el Monte Everest, hubiera sido más plausible … pero hasta entonces creo que construir un ascensor espacial sería una mejor apuesta.

Probablemente algo grande como un elevador espacial, tal vez podría usar eso para enviar un proyectil a la luna, incluso más tiempo para darle la velocidad adicional para llegar a la luna. Entonces 36000 km probablemente más.

Si no es un gran cañón de riel que dispara un proyectil de algún material mítico que logra no desintegrarse durante su vuelo a través de la atmósfera. El problema con este enfoque sería alcanzar la trayectoria deseada, una desviación mínima se acumularía en grandes distancias en el objetivo deseado. Y volar a través de la atmósfera a más de 11 km / s (la velocidad de aprox. 10 del apolo después de la maniobra para llegar a la luna, ya volando en el espacio) hace que sea casi imposible (solo porque soy reacio a decir que es completamente imposible).

No importa cuán grande sea esta arma. La verdadera pregunta es si el arma tiene suficiente energía para propulsar la bala a la velocidad terminal, o la velocidad necesaria para escapar de la gravedad de la Tierra. No importa qué tan grande sea el arma o la bala, la bala solo debe tener suficiente energía para alcanzar la velocidad terminal. Si la bala tiene una masa mucho más pequeña en comparación con la masa de la tierra, esta energía dependería principalmente de la masa de la bala, por lo que una bala más masiva necesitará más energía. Puede aproximar esta energía usando la ecuación de energía cinética: K = 0.5mv ^ 2, donde K es energía cinética, m es masa y v es la velocidad, que en este ejemplo es la velocidad terminal. Esto es solo una aproximación porque supone que los efectos relativistas y la resistencia del aire son insignificantes.

Si no hubo fricción de aire y asumiendo que no colisiona con otras manchas en el camino, basta con mover una pequeña cantidad de polvo con el dedo para enviarla a la luna.

Por bala, supongo que te refieres a algo como 1 cm como máximo, tal vez hasta 1 pulgada de ancho. ¿Qué pasa si inviertes la pregunta? ¿Dejar caer una bala en la tierra? Es un meteorito y se quemará en la atmósfera antes de llegar a la Tierra. Del mismo modo, si lo inicia a la velocidad de escape hacia la luna, se quemará antes de salir de la atmósfera.

Solo tienes que disparar una bala a la luna.

¡Haz que el cañón de la pistola sea tan largo como la distancia a la luna desde tu patio trasero! Ahora puedes empujar la bala directamente en la superficie lunar desde tu patio trasero.