High Altitude Research Project

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Abschuss der auf 36 m verlängerten 40,6-cm-HARP-Kanone auf Barbados
Rest des Projekts auf Barbados (2010)

Das High Altitude Research Project (HARP) war ein Projekt zur Erforschung der Ballistik von Wiedereintrittskörpern, die mit einer Kanone und raketengetrieben in große Höhen geschossen wurden.

HARP[Bearbeiten]

Idee[Bearbeiten]

Die Idee hinter dem HARP-Projekt ist die der Weltraumkanone[1] welche auf eine Vision von Jules Verne in dem Roman Von der Erde zum Mond zurückgeht. Ziel dieser ballistischen Transportmöglichkeit ist es beschleunigungsresistente Nutzladung, wie Sensoren oder Satelliten, in die höheren Atmosphärenschichten oder den Orbit bringen zu können. Vorteile gegenüber konventioneller Raketentechnik wären deutlich reduzierte Kosten über einen höheren Nutzlast-Anteil und auch ein geringeres Unfallrisiko, u. a. da kein oder weniger hochexplosiver Raketentreibstoff mitgeführt würde.

Notwendige Mündungsgeschwindigkeiten für Nutzlast-tragende Projektile sind 9 km/s für einen Low Earth Orbit (für z. B. Satelliten) oder 11,2 km/s, die Fluchtgeschwindigkeit der Erde, z. B. als Sondenstart.

Geschichte[Bearbeiten]

Initiiert und geführt vom kanadischen Ingenieur Gerald Bull war das Projekt eine Gemeinschaftsarbeit der US-amerikanischen und kanadischen Verteidigungsministerien. Beginnend im Jahr 1961 wurde das Projekt auf der Insel Barbados angesiedelt, nahe dem Seawell Airport (heute Grantley Adams International Airport), von wo aus es gefahrlos Projektile ostwärts Richtung des Atlantischen Ozeans verschießen konnte.

Gerald Bull konstruierte für das HARP-Projekt eine Kanone basierend auf ausgemusterten Schiffsgeschützen der US Navy mit 40,6 cm (16 Zoll) Innendurchmesser, dem größten verfügbaren Schiffsgeschützkaliber. Die Kanone hatte durch eine spätere Verlängerung durch eine Kombination zweier Geschützrohre bis zu 36 m Länge. Das eigentliche Projektil, Martlet genannt, hatte lediglich 16,8 cm Durchmesser und wurde mit einem zum Rohr abdichtenden Treibspiegel oder Sabot verschossen. Die Martlet-Geschosse erhielten später einen zusätzlichen Raketenantrieb und wurde damit zu einer Art Base-Bleed-Geschoss.

Die Beschleunigung wurde durch das Abpumpen der Luft aus dem Geschützrohr begünstigt. Dazu war ein leichter, aber luftdichter Deckel vor der Geschützmündung angebracht, der beim Schuss weggeschleudert wurde. Die elektronischen Messinstrumente im Inneren der Rakete waren in eine Mischung aus Epoxidharz und Sand eingegossen, um sie gegen die hohen Beschleunigungskräfte zu schützen.

1966 wurde aufgrund wachsender politischer Querelen eine zweite 40,6-cm-HARP-Kanone, diesmal auf amerikanischen Boden, in Yuma in Arizona aufgebaut. Von dort erreichte die Projektgruppe am 18. November 1966 es, ein 180-kg-Martlet-2-Projektil mit 3600 m/s Mündungsgeschwindigkeit auf eine Höhe von 180 km zu verschießen, also bereits ein suborbitaler Flug (Kármán-Linie). Der damit erzielte Höhen-Weltrekord ist weiterhin ungebrochen (Stand 2013).[2]

Das HARP-Projekt wurde 1967 im Kontext des Vietnamkriegs und einer abgekühlten kanadisch-amerikanischen Beziehung beendet, kurz nachdem das Projekt und seine Gerätschaften an Bull unter dem Titel Space Research Institute, Inc übertragen worden waren.[2] Das Projekt hatte über seine Lebenszeit nur 10 Millionen Dollar an Finanzmitteln erhalten, denn zur gleichen Zeit forschte Wernher von Braun mit hohem Budget an ballistischen Raketen.

Nach dem Projektende verblieben die Kanonen und einige weitere verwendete und nicht verwendete Geschützrohre an an ihrem Aufstellungsort auf Barbados. Diese Projektüberrreste sind dort weiterhin zu besichtigen (Stand 2010), wenn auch in einem stark zerfallenem Zustand, da keinerlei Korrosions- und Wetterschutz vorgenommen wurde.

Weitere Informationen über verwandte Projekte – siehe Gerald Bull.

SHARP[Bearbeiten]

Das amerikanische Lawrence Livermore National Laboratory hat Anfang der 1990er-Jahre das Super High Altitude Research Project (SHARP) betrieben, das ebenfalls eine Hochgeschwindigkeitskanone erprobte.[3][2] Dieses Weltraumkanonenprojekt sollte Nutzlast in den Weltraum zu einem Zwanzigstel der bisherigen Kosten transportieren, und setzte dazu auf zweistufige Leichtgaskanonen-Technik: In der ersten Stufe wurde ein Kolben durch eine Explosion angetrieben, der Wasserstoff verdichtete. Bei 4000 bar Druck öffnete das Ventil zu der eigentlichen Kanone, was deutlich höhere Geschossgeschwindigkeiten bis 7 km/s versprach.[1]

Im Dezember 1992 wurde die L-förmige Kanone erstmals erprobt, deren Pumpstufe einen Lauf von 82 m Länge und 36 cm Kaliber hatte, der Abschusslauf 47 m Länge und 10 cm Kaliber. In den Versuchen wurden Geschwindigkeiten von 3 km/s mit 5-kg-Projektilen erreicht. Die nächste Entwicklungsstufe, die Abschüsse in den Weltraum ermöglicht und 1 Mrd. US-$ gekostet hätte, wurde aber 1995 nicht mehr freigegeben. Ab 1996 diente die Anlage zu Versuchen mit Scramjet-Modellen. Nach dem Ende des finanzierten Forschungsprojekts wurde von einigen Projekt-Mitarbeitern die Firma Quicklaunch ausgegründet, welche versucht, die Technik weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren. Quicklaunch[4] strebte an, Nutzlast für 1100 $/kg ins All befördern zu können (gegenüber aktuell Kosten von 12.000 €[5] bis 80.000 US-Dollar pro kg). Da die angestrebte Mündungsgeschwindigkeit von 6 bis 7 km/s für die Quicklaunch-Leichtgaskanone noch nicht für einen Low Earth Orbit ausreicht, beinhaltet das Konzept eine zusätzliche Raketenstufe.

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

HARP
SHARP

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Scott R. Gourley: The Jules Vernes Gun (jpeg) In: quicklaunchinc.com (Hrsg.): Popular Mechanics. Dezember 1996, S. 54–57. Abgerufen am 29. Dezember 2011.
  2. a b c Richard K. Graf: A Brief History of the HARP Project. In: Encyclopedia Astronautica. astronautix.com. Abgerufen am 14. August 2013.
  3. Charlene Crabb: Shooting at the moon. In: newscientist.com (Hrsg.): New Scientist. Nr. 1937, 6. August 1994. Abgerufen am 29. Dezember 2011.
  4. quicklaunchinc.com/investors/space-exploration/ (Version vom 27. September 2012 im Internet Archive)
  5. Erfolgsstory Raumtransport: Wie Phoenix aus der Asche.