Vil eksplodere - hvad er det?
Ideen bag Project Orion var ret enkel, i hvert fald konceptuelt:
Det var dem, der først foreslog ideen om Orion.Deres koncept var som følger: eksplosionerne af brintbomber, der blev kastet ud fra skibet, forårsagede fordampning af skiver, der blev skudt ud efter bomberne. Udvidelse af plasma og drev skibet frem. Ted Taylor, en af de førende amerikanske udviklere af nukleare og termonukleare ladninger, udviklede dette projekt yderligere. I vinteren 1957 arbejdede han hos General Atomics. Den anglo-amerikanske fysiker Freeman Dyson, der arbejdede i Princeton, gik med til at fortsætte udviklingen af Orion med ham.
Kilde: US Air Force, TED / YouTube.
Selvfølgelig er eksplosionen af en bombe ikke nok tilfuldstændigt sende skibet ud i rummet. Det ville tage en række atomeksplosioner hurtigt efter hinanden for at forhindre skibet i at falde til jorden. Derfor blev det atomiske stjerneskib kaldt en eksplosion.
Orion rumfartøjsmotor - atompuls, ingrundlaget for hans arbejde er brugen af energien fra en atomeksplosion. Fra rumfartøjet i den modsatte retning af flyvningen udkastes og detoneres en atomladning på en lille ækvivalent i en relativt lille afstand fra rumfartøjet (op til 100 m). Ladningen er designet på en sådan måde, at de fleste eksplosionsprodukter i form af en ekspanderende plasmafront, der bevæger sig med relativistiske hastigheder, er rettet mod rumskibets hale: hvor en massiv reflekterende plade tager impulsen og overfører den til skibet gennem et system med støddæmpere (eller uden dem - til ubemandede versioner). Den reflekterende plade er beskyttet mod beskadigelse af lysglimt, gammastråling og plasma med høj temperatur med en ablativ grafitsmøremiddelbelægning, der kan fornyes efter hver detonation
Kilde: US Air Force, TED / YouTube.
I alt Orion og Super klasse skibeOrion krævede omkring 800 bomber på størrelse med en lille kompakt bil, som eksploderede under skibet med cirka en i sekundet for at få den i kredsløb.
Den hastighed, som alle disse atomarebomber ville være to til tre gange hurtigere end konventionelle missiler. Ved design, når rumfartøjet når rumets vakuum, vil hastigheden blive gemt som momentum.
Interstellare flyvninger
Ekstremt høj trækkraft ogspecifik impuls af atomimpulsdrev tillod ingeniører at antage muligheden for deres anvendelse ikke kun i interplanetariske, men også i interstellare flyvninger. Således beregnede Freeman Dyson, at et skib drevet af megaton termonukleare ladninger med en reaktionsproduktstrømningshastighed i størrelsesordenen 3000–30.000 km / s ville kunne nå en maksimal hastighed i størrelsesordenen 750–15.000 km / s, dvs. , op til 5% af lysets hastighed.
I projektets grænserOrion forskere har udviklet to grundlæggende modifikationer af rumskibet:Energy Limited ogMomentum Limited.
Energy Limited Orion Starship -projekt var en struktur med en diameterreflekterende plade ca. 20 km. Disse er nødvendige, så pladen når at køle ned mellem eksplosioner uden at forbruge ablative materialer eller andre midler til afkøling.
Skibets samlede masse ifølge beregninger,beløb sig til 40 millioner tons, hvoraf mere end 30 millioner tons tegnede sig for "brændstof" - megatonafgifter. Af de resterende 10 millioner tons tegnede fem sig for pladens vægt og fem for vægten af selve strukturen og nyttelasten.
Eksploderer bagefter på en megatonladning hver100 s (sådan en lang tidsperiode beregnes, så pladen havde tid til at køle af på grund af stråling), kunne skibet accelerere til 0,33% af lysets hastighed (1.000 km / s) på cirka 100 år. Flyvningen til Alpha Centauri, som skulle være projektets mål, ville have taget omkring 1.300 år. Skibets enorme kapacitet gjorde det muligt at bygge et rigtigt "generationsskib" på dets basis, der var i stand til at understøtte den reproducerende menneskelige befolkning i et kunstigt miljø under hele flyvningen.
Momentum Limited Orion Starship -projektet blev kendetegnet ved mere beskedne til skalering.Dens største forskel er ablativ afkøling af den reflekterende plade ved at sprøjte grafitsmøremiddel på den i intervallerne mellem eksplosioner. Selvom dette reducerede nyttelasten betydeligt (på grund af behovet for at forbruge tusindvis af tons grafit), viste skibet sig at være meget mere kompakt og hurtigere.
Åbenlyse problemer med Orion-projektet
Som bekendt sparede myndighederne i 1960'erne ingen omkostninger i det teknologiske kapløb mellem USA og USSR. Men penge kunne ikke løse et vigtigt problem: stråling.
Behandling af radioaktivt nedfald fra ét atomkraftværkbomber er en meget vanskelig ingeniøropgave. Når det kommer til at eliminere konsekvenserne af eksplosionen af hundredvis af sådanne bomber i en højde af snesevis af kilometer, kan opgaven betragtes som umulig.
Et andet alvorligt problem var besætningens manglende evne til at arbejde om bord på rumskibet. Under operationen ville han have været udsat for op til 700 rad stråling, hver gang bomben eksploderede under Orion.
Til sammenligning - akut strålingssygdomudvikler sig som et resultat af relativt ensartet bestråling ved en dosis på mere end 1 Gy (100 rad) over en kort periode. Doser op til 1 Gy (100 rad) forårsager relativt milde ændringer, der kan betragtes som en tilstand før sygdom. Doser over 1 Gy forårsager knoglemarv eller tarmformer af akut strålingssygdom af forskellig sværhedsgrad, som hovedsageligt afhænger af skader på de hæmatopoietiske organer. Enkelte eksponeringsdoser over 10 Gy betragtes som absolut dødelige.
Under sådanne forhold kunne astronauter ikke engang levefør du går i kredsløb. Selvfølgelig håbede Orion -projektteamet, at der et sted i fremtiden kunne skabes en "ren" atombombe, der ikke ville bestråle alt, hvad der var på vejen. Som du ved, var håb ikke berettiget.
Vi bør ikke glemme, at i 1963 USSR ogUSA underskrev traktaten om forbud mod atomprøvesprængninger mellem de to lande. Faktisk førte dette til, at forskningen inden for jordbaserede nukleare pulsmotorer stoppede.
Projekt test
Det skal bemærkes, at Orion -projektet ikke blev vedkun på papir. På trods af at projektet ikke blev gennemført, udførte forskere ikke kun beregninger, men også test i fuld skala. Det var flyvetests af modeller, der blev drevet af kemiske sprængstoffer. Modellerne blev kaldt put-puts eller hot stænger. Flere modeller blev ødelagt, men en hundrede meter flyvning i november 1959 blev stadig ikke anset for at være en succes. Test har vist, at impulsflyvning er et reelt udsigt. Testmodellen landede intakt med faldskærm og er nu i samlingen af Smithsonian National Air and Space Museum.
Kunne Project Orion nogensinde vende tilbage?
I dag holder muligheden for at se Saturns ringe personligt eller endda sætte foden på Pluto Project Orion i fantasien hos mange videnskabsmænd og ingeniører.
Nu, inden for rammerne af NASA -programmet, planlægger Artemissend et besætning til månen, og Elon Musk har længe været ved at kolonisere Mars. Derudover har der været en øget interesse for asteroide -minedrift i de sidste par år. I sidste ende skal eksponering for stråling i sidste ende behandles, hvis mennesker nogensinde håber at eksistere uden for Jorden.
Analytikere er overbeviste om, at hvis forskerne kan løse strålingsproblemet, så kan Orion-projektet blive genoplivet.
Læs mere
Se hvordan et sort hul begynder at ødelægge en stjerne
Ny partikel opdaget på Large Hadron Collider
Hedebølge forårsagede massiv smeltning af grønlandske iskapper