سوف تنفجر - ما هذا؟
كانت الفكرة وراء مشروع أوريون بسيطة للغاية، على الأقل من الناحية النظرية:
لقد كانوا هم أول من اقترح فكرة أوريون.وكان مفهومهم على النحو التالي: انفجارات القنابل الهيدروجينية المنبعثة من السفينة تسببت في تبخر الأقراص المقذوفة بعد القنابل. توسيع البلازما و دفع السفينة. قام تيد تايلور، أحد المطورين الأمريكيين الرائدين للشحنات النووية والحرارية، بتطوير هذا المشروع بشكل أكبر. وفي شتاء عام 1957، كان يعمل في شركة جنرال أتوميكس. وافق الفيزيائي الأنجلو أمريكي فريمان دايسون، الذي عمل في برينستون، على مواصلة تطوير أوريون معه.
المصدر: القوات الجوية الأمريكية ، TED / YouTube.
طبعا انفجار قنبلة واحدة لا يكفيإطلاق السفينة بالكامل في الفضاء. سوف يتطلب الأمر سلسلة من الانفجارات الذرية في تتابع سريع لمنع السفينة من السقوط على الأرض. هذا هو سبب تسمية المركبة الفضائية الذرية بانفجار.
محرك المركبة الفضائية أوريون - النبضة النووية ، فيأساس عمله هو استخدام طاقة الانفجار النووي. من المركبة الفضائية في الاتجاه المعاكس للرحلة ، يتم إخراج شحنة نووية مكافئة صغيرة وتفجيرها على مسافة صغيرة نسبيًا من المركبة الفضائية (حتى 100 متر). تم تصميم الشحنة بحيث يتم توجيه معظم منتجات الانفجار على شكل جبهة بلازما متوسعة تتحرك بسرعات نسبية إلى ذيل المركبة الفضائية: حيث تأخذ لوحة عاكسة ضخمة النبضات وتنقلها إلى السفينة من خلال نظام لامتصاص الصدمات (أو بدونها - للإصدارات بدون طيار). اللوحة العاكسة محمية من التلف بفعل وميض الضوء وتدفق إشعاع غاما والبلازما ذات درجة الحرارة العالية مع طلاء تشحيم الجرافيت القابل للتجديد بعد كل تفجير
المصدر: القوات الجوية الأمريكية ، TED / YouTube.
مجموع السفن من فئة Orion و Superتطلب Orion حوالي 800 قنبلة بحجم سيارة صغيرة مدمجة ، والتي انفجرت تحت السفينة بمعدل واحد في الثانية تقريبًا لإدخالها في المدار.
السرعة التي كل هذه الذراتستكون القنابل أسرع بمرتين إلى ثلاث مرات من الصواريخ التقليدية. حسب التصميم ، بمجرد وصول المركبة الفضائية إلى فراغ الفضاء ، سيتم تخزين السرعة كزخم.
الرحلات بين النجوم
سحب عالية للغاية وسمح الدافع المحدد لمحركات الدفع النووي للمهندسين بافتراض إمكانية استخدامها ليس فقط في الكواكب ، ولكن أيضًا في الرحلات الجوية بين النجوم. وهكذا ، حسب فريمان دايسون أن السفينة التي تعمل بشحنات نووي حرارية ميغا طن بمعدل تدفق منتج من تفاعل يتراوح بين 3000 و 30 ألف كم / ثانية ستكون قادرة على الوصول إلى سرعة قصوى تتراوح بين 750 و 15000 كم / ثانية ، أي تصل إلى 5٪ من سرعة الضوء.
في حدود المشروعالجوزاء طور العلماء تعديلين أساسيين للمركبة الفضائية:الطاقة المحدودة والزخم المحدودة.
مشروع الطاقة المحدودة أوريون ستارشيب كان هيكلًا بقطرلوحة عاكسة حوالي 20 كم. يعد ذلك ضروريًا حتى يتوفر للوحة وقت لتبرد بين الانفجارات دون استهلاك مواد استئصالية أو وسائل تبريد أخرى.
الكتلة الكلية للسفينة ، حسب الحسابات ،بلغت 40 مليون طن ، منها أكثر من 30 مليون طن تمثل شحنات "وقود" - ميغا طن. من العشرة ملايين طن المتبقية ، خمسة منها تمثل وزن اللوح وخمسة لوزن الهيكل نفسه والحمولة.
تنفجر مؤخرًا بشحنة ميغا طن كل100 ثانية (يتم حساب هذه الفترة الطويلة من الوقت بحيث يكون للوحة الوقت لتبرد بسبب الإشعاع) ، يمكن للسفينة أن تتسارع إلى 0.33 ٪ من سرعة الضوء (1000 كم / ثانية) في حوالي 100 عام. كانت الرحلة إلى Alpha Centauri ، التي كان من المفترض أن تكون هدف المشروع ، ستستغرق حوالي 1300 عام. جعلت القدرة الهائلة للسفينة من الممكن بناء "سفينة أجيال" حقيقية على أساسها ، قادرة على دعم تكاثر السكان في بيئة اصطناعية خلال الرحلة بأكملها.
تميز مشروع Momentum Limited Orion Starship بمزيد من التواضع للقياس.والفرق الرئيسي بينها هو التبريد الاستئصالي للوحة العاكسة عن طريق رش مادة تشحيم الجرافيت عليها في الفترات الفاصلة بين الانفجارات. على الرغم من أن هذا قلل بشكل كبير من الحمولة (بسبب الحاجة إلى استهلاك آلاف الأطنان من الجرافيت)، فقد تبين أن السفينة أكثر إحكاما وأسرع.
مشاكل واضحة في مشروع أوريون
كما تعلمون، في الستينيات، لم تدخر السلطات أي نفقات في السباق التكنولوجي بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي. ومع ذلك، لم يتمكن المال من حل مشكلة واحدة مهمة: الإشعاع.
معالجة التساقط الإشعاعي الناتج عن إحدى محطات الطاقة النوويةالقنابل مهمة هندسية صعبة للغاية. وعندما يتعلق الأمر بالقضاء على عواقب انفجار مئات من هذه القنابل على ارتفاع عشرات الكيلومترات، فإن المهمة يمكن اعتبارها مستحيلة.
مشكلة خطيرة أخرى كانت عدم قدرة الطاقم على العمل على متن المركبة الفضائية. أثناء العملية، كان سيتعرض لما يصل إلى 700 راد من الإشعاع في كل مرة تنفجر فيها القنبلة تحت أوريون.
للمقارنة - مرض الإشعاع الحاديتطور نتيجة للإشعاع المنتظم نسبيًا بجرعة تزيد عن 1 Gy (100 rad) خلال فترة زمنية قصيرة. جرعات تصل إلى 1 جراي (100 راد) تسبب تغيرات خفيفة نسبيًا يمكن اعتبارها حالة ما قبل المرض. الجرعات التي تزيد عن 1 جراي تسبب نخاع العظام أو أشكال معوية من داء الإشعاع الحاد بدرجات متفاوتة الشدة ، والتي تعتمد بشكل أساسي على تلف الأعضاء المكونة للدم. تعتبر جرعات التعرض الفردي التي تزيد عن 10 جراي مميتة تمامًا.
في مثل هذه الظروف ، لا يمكن حتى لرواد الفضاء العيشقبل دخول المدار. بالطبع ، كان فريق مشروع أوريون يأمل أنه في مكان ما في المستقبل ، يمكن صنع قنبلة ذرية "نظيفة" لا تشع كل شيء في طريقها. كما تعلم ، الآمال لم تكن مبررة.
لا ينبغي لنا أن ننسى أنه في عام 1963 اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وووقعت الولايات المتحدة على معاهدة حظر التجارب النووية بين البلدين. وفي الواقع، أدى ذلك إلى توقف الأبحاث في مجال المحركات النبضية النووية الأرضية.
اختبارات المشروع
تجدر الإشارة إلى أن مشروع أوريون لم يبقفقط على الورق. على الرغم من حقيقة أن المشروع لم يتم تنفيذه ، لم يقم العلماء بإجراء الحسابات فحسب ، بل أجروا أيضًا اختبارات شاملة. كانت هذه اختبارات طيران لنماذج مدفوعة بالمتفجرات الكيميائية. كانت تسمى النماذج بوت-بوت ، أو قضبان ساخنة. تم تدمير عدة طرز ، لكن رحلة مائة متر في نوفمبر 1959 لا تزال غير ناجحة. أظهرت الاختبارات أن رحلة الاندفاع احتمال حقيقي. هبط نموذج الاختبار سليمًا بالمظلة وهو الآن ضمن مجموعة متحف سميثسونيان الوطني للطيران والفضاء.
هل يمكن أن يعود مشروع Orion مرة أخرى؟
اليوم، فرصة رؤية حلقات زحل شخصيًا أو حتى وضع قدم على بلوتو، تبقي مشروع أوريون في مخيلة العديد من العلماء والمهندسين.
الآن ، في إطار برنامج ناسا ، خطط Artemisأرسل طاقمًا إلى القمر ، وكان إيلون ماسك منذ فترة طويلة يستعمر المريخ. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك اهتمام متزايد بتعدين الكويكبات في السنوات القليلة الماضية. في النهاية ، سيتعين في نهاية المطاف معالجة التعرض للإشعاع إذا كان البشر يأملون في الوجود خارج الأرض.
المحللون واثقون من أنه إذا تمكن العلماء من حل مشكلة الإشعاع، فيمكن إحياء مشروع أوريون.
قراءة المزيد
شاهد كيف يبدأ الثقب الأسود في تدمير نجم
اكتشاف جسيم جديد في مصادم الهادرونات الكبير
تسببت موجة الحر في ذوبان هائل للصفائح الجليدية في جرينلاند