При неограниченном финансировании и глобальном сотрудничестве мог ли быть создан пилотируемый космический корабль в 1850-1860 годах? [закрыто]

Всю свою жизнь я размышлял о всяких "альтернативных линиях времени". Одними из самых интригующих для меня являются все те, что касаются космоса и технологий "стимпанк".

Недавно я посмотрел фильм «Первый человек» (2018 г.), в котором есть несколько минут сочных, реалистичных космических кадров, в том числе эксперимент начала 1960-х годов по почти «выходу в космос» (невесомость) с очень грубым и воздушным самолетом. выглядит как «космический корабль», едва возвращающийся обратно из-за неисправного оборудования. Звуки, издаваемые внутри автомобиля, очень тревожны. Позже в фильме мы увидим, как они проделали весь путь до Луны и приземлились там, используя очень аналоговое и, честно говоря, страшное оборудование.

Меня пугает холодная, мертвая, недружественная пустота снаружи, и мысль о том, чтобы отправиться туда, по сути, в прославленной жестяной банке с большим шаром, который физически вращается, чтобы показать вам углы космического корабля и еще много чего, ну, это заставляет меня чувствовать себя неловко. Хотя очевидно, что очень умные люди работали над этими вещами, с огромным финансированием, мысль о том, чтобы сидеть и слышать кашель едва испытанных в космосе дизельных двигателей, когда вы запускаете еще одну ракету, чтобы продвигать вас все выше и выше и, наконец, достичь «космоса» ...и тут слышишь зловещий скрип металлических деталей и молишь бога, чтобы он действительно был герметичен, не пропускал кислород и чтобы бортовой компьютер не начал глючить. Не говоря уже о поддержании связи с «наземным управлением». У меня по коже бегут мурашки от одной мысли об этом. Я точно не из тех "смелых первооткрывателей"...

Конечно, технологии 1960-х годов были для них передовыми , поэтому они не смотрели бы на них такими же глазами, как я сейчас, после того, как их накормили бесчисленным количеством фильмов, в которых они видели невероятно продвинутые научно-фантастические космические корабли с причудливыми интерьерами. где можно просто прогуляться и места хватит всем и т.д.

Это заставило меня снова задуматься над сумасшедшей мыслью, которая была у меня в голове с самого раннего детства: можно ли было бы как-нибудь слетать на Луну или хотя бы подняться в невесомость и снова спуститься вниз с человеком... сделал какое-то приспособление в 1850-1860 годах ?

Я выбрал период с 1850 по 1860 год, потому что это не слишком близко к 1960-м, но и не настолько далеко, чтобы полностью исключать его. Я полагаю, что к середине 1800-х годов у них, по крайней мере, были довольно продвинутые фабрики и средства для производства крупных деталей/объектов для огромных металлических кораблей, поездов и тому подобного.

Как следует из названия вопроса, все волшебным образом собираются вместе, чтобы обеспечить как можно больше финансирования, опыта, сотрудничества и т. д., но они, очевидно, все еще придерживаются того, что было изобретено на тот момент, или, возможно, 1850 + 10 лет максимум . Таким образом, они получают 10 лет, чтобы сделать это. (Если нет ограничения по времени, скоро будет 1969 год...)

Примечание. Ничто не говорит о том, что это должно напоминать или использовать те же методы, что и то, что мы делали в 1960-х годах. Он может быть намного больше по размеру, им можно стрелять из гигантской космической пушки, он может быть безумно расточительным, он не должен быть каким-либо образом "умным", ему даже не нужны никакие окна, если они могут ориентироваться без них и т.д.

Да, это сумасшедший вопрос, и я почти уверен, что в ответах будет сказано, что это просто невозможно, но я, конечно, хотел бы услышать подробности и возможные варианты того, как это могло произойти на самом деле. Как вы можете себе представить, мысль о том, чтобы сидеть внутри какого-то огромного металлического транспортного средства, построенного в 1860 году с гораздо более грубой наукой, чем в 1960-х (которые по сравнению с этим выглядят как что-то из далекого будущего), действительно пугает меня. Но меня это тоже заинтриговало, поэтому и спрашиваю.

Поскольку на самом деле этого не произошло, мы предполагаем, что в этой теоретической временной шкале у всех в те дни по какой-то причине возникло очень сильное побуждение/стимул сделать это, и они действительно хотели, чтобы это произошло.

Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что он совершенно спекулятивный.
В качестве бортового компьютера вам понадобится аналитическая машина Бэббиджа.
Если вопрос закрыт, и вы хотите открыть его снова, вы можете как сократить его (удалить то, что, по вашему мнению, может быть ответом или какие ответы следует учитывать, и просто задать вопрос), так и сузить его . Например, просто спросите, каких технологий вообще не существовало или какие принципы еще не были открыты или поняты . Таким образом, ответы могут быть основаны на фактах, что считается лучшим способом ответить на вопрос, опубликованный в Stack Exchange.
Жидкий воздух был получен в 1895 г. Использование жидкого кислорода в качестве окислителя было невозможно в 1850 - 1860 гг.
может миростроительство?
Да, кажется, это может хорошо подойти для построения мира.
Этот вопрос больше подходит для Worldbuilding SE.
Теперь, когда опубликован ответ, уже слишком поздно вносить существенные изменения в этот вопрос. Но мои комментарии выше по-прежнему полезны при составлении нового вопроса.

Ответы (1)

Я думаю, что едва ли возможно, что технология 1850-х годов могла обеспечить суборбитальный запуск с экипажем выше линии Кармана, подобно первым пилотируемым миссиям «Меркурий» , но что-то большее было бы невозможно.

Без современных ракетных двигателей лучшим вариантом силовой установки является ракета с дымным порохом . Его удельный импульс составляет около 80 секунд (показатель эффективности использования топлива) по сравнению с современными керосино-кислородными двигателями с удельным импульсом более 300 секунд. В отличие от одноступенчатой ​​ракеты-носителя «Редстоун» ранней программы «Меркурий», это будет трехступенчатая твердотопливная ракета с общей стартовой массой около 620 тонн (500-тонная первая ступень, 100-тонная вторая ступень, 20-тонная третья ступень). Я предполагаю, что было бы возможно сделать твердотопливную ракетную трубу, армированную деревом, с 15% сухой массой и 85% топлива, но я ничего не знаю о строительстве больших деревянных конструкций, так что это может быть далеко. Это было бы того же общего масштаба, что и самые высокие деревянные здания той эпохи.. Я не знаю, можно ли было бы пороховому заряду иметь такую ​​надежную форму, как сегодня; это очень помогло бы с конструкционными нагрузками, поскольку ракета с постоянной тягой с торцевым горением на последней ступени достигала бы пика более 6g. Последняя часть зерна каждой ступени будет содержать предохранитель для зажигания следующей ступени.

Пассажирская капсула могла быть не более чем деревянной бочкой с балластом. Так как это короткий суборбитальный полет продолжительностью около 15-20 минут, вам потребуется всего около 200 литров воздуха — примерно 55-галлонная бочка. Я не уверен, насколько сложно было бы сделать ствол, который был бы конструктивно прочным и почти герметичным при перепаде давления в 15 фунтов на квадратный дюйм; если дерево не годится, подойдет металлический корпус, хотя это приведет к увеличению веса.

Повторный вход, конечно, является серьезной проблемой. Тем не менее , пробка использовалась в качестве теплозащитного материала , и нагрев при входе в атмосферу для этой короткой суборбитальной траектории минимален по сравнению с нагревом при входе на орбиту, поэтому я думаю, что с достаточным количеством слоев пробки и правильным клеем капсула может выжить. . Также была известна асбестовая ткань (хотя еще не промышленно); В капсуле «Восток » СССР в качестве теплозащитного экрана использовался пропитанный смолой асбест .

Шелковые парашюты с вентилируемыми куполами относятся к началу 1800-х годов . Без электроники и коммуникационного оборудования единственной обязанностью пассажира в полете было бы смотреть на свои карманные часы и дергать за рычаг, чтобы выпустить парашют в определенное время после взлета.

Самое большое беспокойство здесь вызывает траектория полета ракеты. Его нужно было бы очень осторожно направлять при запуске — слишком крутой полет и капсула падает слишком сильно и быстро, раздавливая пассажира насмерть при торможении в атмосфере; слишком мелко, и сегодня вы не отправитесь в космос. Неподвижные хвостовые плавники помогли бы стабилизировать его, но я не знаю, насколько воспроизводимой будет траектория — любая неравномерность в упаковке топлива, например, вызовет некоторое расхождение в траектории полета.

Это было бы грандиозное предприятие, но я не думаю, что в этом подходе есть что-то физически невозможное.

Достичь полной орбиты было бы намного, намного сложнее, чем это. Вы должны оставить пассажира в живых в течение двух часов; вы должны войти в атмосферу на гораздо, гораздо более высокой скорости, и, прежде всего, вам нужна ракета, которая производит в три раза больше дельта-v, что для дымного пороха означает еще 6 ступеней, каждая в 5 раз больше, чем та, что над ней . . Это составляет около 10 миллионов тонн, что примерно в 3000 раз превышает размер Сатурна V. Добраться до Луны и обратно — еще один скачок в геометрической прогрессии.

Хороший ответ. Мне интересно, предполагает ли ваш предполагаемый импульс в 80 секунд для ракеты с черным порохом использование какого-то сопла де Лаваля? Годдард испытал ракеты с дымным порохом в 1915 году и обнаружил, что их эффективность составляет всего около 2% (хотя я не уверен, как это определяется (может быть, отношение достигнутой кинетической энергии к теоретической энергии заряда?). Только с использованием де Лаваля. форсунке удалось добиться КПД 64%)
Я предполагаю, что это с хорошей насадкой; это просто кажется широко распространенным ответом, когда я гуглю «удельный импульс черного пороха».
Если это так, то им пришлось бы изобрести сопло и применить его в исследованиях и разработках 1850-х годов, поскольку исторически сопло было изобретено несколькими десятилетиями позже: «Сопло было разработано (независимо) немецким инженером и изобретателем Эрнстом Кертингом в 1878 г. и шведский изобретатель Густав де Лаваль в 1888 г.
Оружейный хлопок тогда был едва доступен. Верн даже предположил, что его можно использовать для путешествий на Луну, хотя это было в 1865 году. Но я не знаю, лучше это топливо или хуже.
Интересно, как на самом деле выглядели сопла до Лаваля.