Glöm raketen – här är den 10 km långa rymdkanonen

Tänk bort uppskjutningstornet, raketmotorerna och en stor del av bränslet. I stället ligger ett flera kilometer långt stålrör över marken.

Inuti röret skjuts en last fram med upprepade tryckstötar tills den lämnar kanonen i flera kilometers hastighet per sekund. Därefter tar mindre raketmotorer på själva lasten över och slutför resan till omloppsbana.

Det är planen hos amerikanska Longshot Space Technology.

Bolaget bygger redan mindre versioner av tekniken och har nått Mach 4,2 i tester. Men steget därifrån till att faktiskt skjuta satelliter mot omloppsbana är enormt. Den fullskaliga rymdkanonen finns ännu bara som plan

En potatiskanon med många extra knuffar

Tekniken kallas en multi injection pneumatic cannon.

Grundprincipen påminner om en enorm potatiskanon, men i stället för att all kraft kommer från en enda tryckstöt finns många tankar med komprimerad gas placerade längs röret.

När projektilen passerar aktiveras tankarna i rätt ordning. Den får alltså en ny knuff gång på gång och fortsätter accelerera hela vägen genom kanonen.

Fördelen är att lasten inte behöver utsättas för hela accelerationen på en gång. Longshot uppger att en omkring 10 kilometer lång version skulle utsätta lasten för omkring 250 g.

Det är långt mer än en människa skulle klara, men bolaget riktar sig inte mot bemannade rymdfärder. Tanken är satelliter, råmaterial och annan hårdvara som kan konstrueras för extrema krafter.

De har redan skjutit över Mach 4

Det här är inte bara en animation.

Longshot har genomfört mer än 100 uppskjutningar och nått Mach 4,2 med sin befintliga teknik. Vid testområdet nära Barstow i Kalifornien används ett cirka 21 meter långt rör med 15 centimeters diameter.

Nästa generation blir betydligt större.

Bolaget arbetar med ett system på omkring 30 tums diameter och planerar en anläggning som på sikt ska bli omkring 600 meter lång. Den ska enligt företagets nuvarande utvecklingsplan kunna accelerera laster på mellan 20 och 100 kilo till Mach 5 till Mach 7.

Longshot beskriver den större anläggningen som ett steg mot de hastigheter som krävs för framtida rymduppskjutningar.

Den riktiga rymdkanonen skulle bli 10 kilometer lång

För att idén ska fungera som ett alternativ till raketens första steg krävs en helt annan skala.

Longshots långsiktiga koncept är ett rör på omkring 10 kilometer med närmare tre meters diameter.

Målet är att accelerera lasten till omkring 4 till 5 kilometer per sekund, motsvarande upp till cirka 18 000 kilometer i timmen.

Det räcker inte för att stanna kvar i omloppsbana. För det krävs ungefär 8 kilometer per sekund beroende på bana och uppskjutningsprofil.

Därför är det som lämnar kanonen i praktiken fortfarande en liten raket. Skillnaden är att den redan fått en stor del av sin hastighet gratis från infrastrukturen på marken.

Efter att projektilen lämnat röret ska egen framdrivning stå för den sista accelerationen till omloppshastighet.

Läs mer: Historisk flygning för Starship – slutade i ett eldhav

Varför inte bara använda en raket?

Problemet Longshot försöker komma runt är en av rymdfartens äldsta utmaningar.

En raket måste bära sitt eget bränsle. Men bränslet väger också, vilket kräver ytterligare bränsle för att lyfta det. En stor del av raketens startmassa består därför av drivmedel och system som behövs för själva uppskjutningen.

Longshot vill flytta så mycket som möjligt av den utrustningen till marken.

Kanonröret behöver inte flyga, väga lite eller överleva en återfärd genom atmosfären. Det kan byggas av stora mängder stål, betong och annan relativt billig infrastruktur och sedan användas om och om igen.

Företaget jämför skillnaden med att bygga ett hus och ett flygplan. Båda kan bära människor, men bara det ena behöver kunna flyga.

Målet är extremt billiga uppskjutningar

Om tekniken fungerar i full skala hoppas Longshot pressa kostnaden för att skicka last mot omloppsbana dramatiskt.

I den senaste intervjun med TechCrunch säger vd Mike Grace att ett framtida system i bästa fall skulle kunna nå omkring 50 dollar per kilo.

Bolagets egen webbplats anger samtidigt ett äldre eller mer försiktigt mål på omkring 100 dollar per kilo.

Båda siffrorna är mål, inte priser som Longshot har demonstrerat i en fungerande rymduppskjutning. Företaget har ännu aldrig skickat någon last till omloppsbana.

Det är också därför priset skulle förändra mycket om det någon gång blir verklighet.

Billigare transporter till omloppsbana skulle kunna göra det ekonomiskt möjligt att skicka upp betydligt större mängder material för satelliter, rymdstationer och framtida infrastruktur.

Läs mer: Google skickar ut AI-chip i rymden

Första kunderna finns på marken

Longshot behöver däremot inte vänta på en färdig rymdkanon för att försöka tjäna pengar.

Bolagets första marknad är hypersoniska tester.

Den amerikanska försvarsindustrin behöver kunna testa sensorer, luftförsvar och andra system mot objekt som färdas i mycket hög hastighet. Sådana tester kan bli extremt dyra om varje mål kräver en riktig hypersonisk robot.

Longshots idé är att kanonen ska kunna skjuta upp billigare testobjekt om och om igen.

Bolaget har fått stöd från amerikanska flygvapnet sedan 2021 och ingår bland annat i ett konsortium för modernisering av USA testinfrastruktur.

Longshot har hittills tagit in omkring 20 miljoner dollar i finansiering från investerare. Det senaste kapitalet ska bland annat användas för att bygga större testsystem.

Det svåraste kan vara att hitta plats

En 10 kilometer lång kanon skapar ett ganska uppenbart praktiskt problem.

Den behöver någonstans att ligga.

Anläggningen ska vara nästan rak, kräver stora säkerhetsområden och måste placeras så att projektiler kan lämna röret utan att riskera människor, byggnader eller flygtrafik.

Longshots teknikchef Nathan Saichek har sagt till TechCrunch att en av de svåraste delarna inte nödvändigtvis är att bygga kanonen, utan att hitta någonstans där bolaget får bygga den.

Företaget tänker inte heller placera röret uppför ett berg. Longshot menar att den fullskaliga anläggningen är för lång och att projektilen själv kan skapa lyft efter att den lämnat mynningen.

Rymden ligger fortfarande flera år bort

Longshot talar om att nå rymden någon gång under nästa årtionde.

På företagets egen webbplats skriver bolaget att man skulle vara mycket nöjt om systemet når rymden omkring 2030 och betydligt mindre nöjt om det dröjer till 2035.

Det säger något om avståndet mellan dagens tester och visionen.

Longshot har bevisat att principen kan accelerera projektiler till över Mach 4. Nästa mål är större last och hastigheter på Mach 5 till Mach 7.

En 10 kilometer lång anläggning som skjuter satelliter mot omloppsbana i flera kilometer per sekund är fortfarande något helt annat.

Men till skillnad från många futuristiska sätt att nå rymden börjar Longshots idé åtminstone med hårdvara som redan avfyras i den kaliforniska öknen.

Om den kan skalas upp återstår att bevisa.

Och om bolaget lyckas kan framtidens satellituppskjutning börja med något som ser betydligt mer ut som ett kanonskott än en raketstart.