Θα εκραγεί - τι είναι;
Η ιδέα πίσω από το Project Orion ήταν αρκετά απλή, τουλάχιστον εννοιολογικά:
Ήταν αυτοί που πρότειναν πρώτοι την ιδέα του Orion.Η ιδέα τους ήταν η εξής: οι εκρήξεις των βομβών υδρογόνου που εκτοξεύονταν από το πλοίο προκάλεσαν την εξάτμιση των δίσκων που εκτοξεύτηκαν μετά τις βόμβες. Επέκταση πλάσματος και ώθησε το πλοίο. Ο Τεντ Τέιλορ, ένας από τους κορυφαίους Αμερικανούς κατασκευαστές πυρηνικών και θερμοπυρηνικών φορτίων, ανέπτυξε περαιτέρω αυτό το έργο. Τον χειμώνα του 1957 εργαζόταν στη General Atomics. Ο Αγγλοαμερικανός φυσικός Freeman Dyson, ο οποίος εργαζόταν στο Princeton, συμφώνησε να συνεχίσει την ανάπτυξη του Orion μαζί του.
Πηγή: Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, TED / YouTube.
Φυσικά, η έκρηξη μιας βόμβας δεν αρκεί για ναεκτοξεύσει πλήρως το πλοίο στο διάστημα. Θα χρειαζόταν μια σειρά ατομικών εκρήξεων σε γρήγορη διαδοχή για να μην πέσει το πλοίο στο έδαφος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το ατομικό διαστημόπλοιο ονομάστηκε έκρηξη.
Κινητήρας διαστημοπλοίου Orion - πυρηνικός -παλμός, σεη βάση του έργου του είναι η χρήση της ενέργειας μιας πυρηνικής έκρηξης. Από το διαστημόπλοιο προς την αντίθετη κατεύθυνση της πτήσης, ένα πυρηνικό φορτίο μικρού ισοδύναμου εκτοξεύεται και εκρήγνυται σε σχετικά μικρή απόσταση από το διαστημόπλοιο (έως 100 μέτρα). Το φορτίο έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε τα περισσότερα από τα προϊόντα έκρηξης με τη μορφή ενός διευρυνόμενου μετώπου πλάσματος που κινείται με σχετικιστικές ταχύτητες κατευθύνονται στην ουρά του διαστημικού σκάφους: όπου μια τεράστια ανακλαστική πλάκα παίρνει την ώθηση και τη μεταφέρει στο πλοίο μέσω συστήματος αμορτισέρ (ή χωρίς αυτά - για μη επανδρωμένες εκδόσεις). Η ανακλαστική πλάκα προστατεύεται από φθορές από λάμψη φωτός, ροές ακτινοβολίας γάμμα και πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας με επίστρωση λιπαντικού αφαιρούμενου γραφίτη, ανανεώσιμη μετά από κάθε έκρηξη
Πηγή: Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, TED / YouTube.
Συνολικά πλοία κατηγορίας Orion και SuperΟ Orion απαιτούσε περίπου 800 βόμβες στο μέγεθος ενός μικρού συμπαγούς αυτοκινήτου, οι οποίες εξερράγησαν κάτω από το πλοίο με ταχύτητα περίπου μία ανά δευτερόλεπτο για να το φέρουν σε τροχιά.
Η ταχύτητα όλων αυτών των ατομικώνοι βόμβες θα ήταν δύο έως τρεις φορές γρηγορότερες από τους συμβατικούς πυραύλους. Με το σχεδιασμό, μόλις το διαστημόπλοιο φτάσει στο κενό του χώρου, η ταχύτητα θα αποθηκευτεί ως ορμή.
Διαστρικές πτήσεις
Εξαιρετικά υψηλή πρόσφυση καιΗ συγκεκριμένη ώθηση των πυρηνικών ωθήσεων επέτρεψε στους μηχανικούς να υποθέσουν τη δυνατότητα χρήσης τους όχι μόνο σε διαπλανητικές, αλλά και σε διαστρικές πτήσεις. Έτσι, ο Freeman Dyson υπολόγισε ότι ένα πλοίο που κινείται με θερμοπυρηνικά φορτία μεγατόνων με ρυθμό ροής προϊόντος αντίδρασης της τάξης των 3000–30.000 km / s θα είναι σε θέση να φτάσει μια μέγιστη ταχύτητα της τάξης των 750-15.000 km / s, δηλαδή , έως και 5% της ταχύτητας του φωτός.
Στα πλαίσια του έργουΩρίων οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει δύο θεμελιώδεις τροποποιήσεις του αστροπλοίου:Energy Limited καιMomentum Limited.
Energy Limited Orion Starship project ήταν μια δομή με διάμετροανακλαστική πλάκα περίπου 20 χλμ. Αυτά είναι απαραίτητα ώστε η πλάκα να έχει χρόνο να κρυώσει μεταξύ των εκρήξεων χωρίς να καταναλώνονται αφαιρετικά υλικά ή άλλα μέσα ψύξης.
Η συνολική μάζα του πλοίου, σύμφωνα με τους υπολογισμούς,ανήλθαν σε 40 εκατομμύρια τόνους, εκ των οποίων περισσότεροι από 30 εκατομμύρια τόνοι αντιπροσώπευαν «καύσιμα» - χρεώσεις μεγατόνων. Από τους υπόλοιπους 10 εκατομμύρια τόνους, πέντε αντιστοιχούσαν στο βάρος της πλάκας και πέντε στο βάρος της ίδιας της κατασκευής και του ωφέλιμου φορτίου.
Εκρήγνυται με ένα φορτίο μεγατόνων κάθε φορά100 δευτερόλεπτα (ένα τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα υπολογίζεται έτσι ώστε η πλάκα να είχε χρόνο να κρυώσει λόγω ακτινοβολίας), το πλοίο θα μπορούσε να επιταχύνει στο 0,33% της ταχύτητας του φωτός (1.000 χλμ. / Δευτ.) Σε περίπου 100 χρόνια. Η πτήση προς τον Άλφα Κενταύρου, που υποτίθεται ότι ήταν ο στόχος του έργου, θα χρειαζόταν περίπου 1.300 χρόνια. Η τεράστια χωρητικότητα του πλοίου κατέστησε δυνατή τη δημιουργία ενός πραγματικού "πλοίου γενεών" στη βάση του, ικανό να υποστηρίξει τον αναπαραγόμενο ανθρώπινο πληθυσμό σε τεχνητό περιβάλλον καθ 'όλη τη διάρκεια της πτήσης.
Το έργο Momentum Limited Orion Starship διακρίθηκε από πιο συγκρατημένο σε κλίμακα.Η κύρια διαφορά του είναι η αφαιρετική ψύξη της ανακλαστικής πλάκας ψεκάζοντας πάνω της λιπαντικό γραφίτη στα μεσοδιαστήματα μεταξύ των εκρήξεων. Αν και αυτό μείωσε σημαντικά το ωφέλιμο φορτίο (λόγω της ανάγκης κατανάλωσης χιλιάδων τόνων γραφίτη), το πλοίο αποδείχθηκε πολύ πιο συμπαγές και ταχύτερο.
Προφανή προβλήματα με το έργο Orion
Όπως γνωρίζετε, τη δεκαετία του 1960, οι αρχές δεν γλίτωσαν καθόλου έξοδα στον τεχνολογικό αγώνα μεταξύ ΗΠΑ και ΕΣΣΔ. Ωστόσο, τα χρήματα δεν μπορούσαν να διορθώσουν ένα σημαντικό πρόβλημα: την ακτινοβολία.
Αντιμετώπιση ραδιενεργών εκπομπών από έναν πυρηνικό σταθμόοι βόμβες είναι ένα πολύ δύσκολο έργο μηχανικής. Όταν πρόκειται για την εξάλειψη των συνεπειών της έκρηξης εκατοντάδων τέτοιων βομβών σε υψόμετρο δεκάδων χιλιομέτρων, το έργο μπορεί να θεωρηθεί αδύνατο.
Ένα άλλο σοβαρό πρόβλημα ήταν η αδυναμία του πληρώματος να εργαστεί στο διαστημόπλοιο. Κατά τη διάρκεια της επιχείρησης, θα είχε εκτεθεί σε έως και 700 rads ακτινοβολίας κάθε φορά που η βόμβα εξερράγη κάτω από το Orion.
Για σύγκριση - ασθένεια οξείας ακτινοβολίαςαναπτύσσεται ως αποτέλεσμα σχετικά ομοιόμορφης ακτινοβολίας σε δόση μεγαλύτερη από 1 Gy (100 rad) σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι δόσεις έως 1 Gy (100 rad) προκαλούν σχετικά ήπιες αλλαγές που μπορούν να θεωρηθούν ως κατάσταση προ-νόσου. Δόσεις άνω του 1 Gy προκαλούν μυελό των οστών ή εντερικές μορφές οξείας ασθένειας ακτινοβολίας ποικίλης σοβαρότητας, οι οποίες εξαρτώνται κυρίως από βλάβες στα αιμοποιητικά όργανα. Οι δόσεις εφάπαξ έκθεσης άνω των 10 Gy θεωρούνται απολύτως θανατηφόρες.
Σε τέτοιες συνθήκες, οι αστροναύτες δεν μπορούσαν καν να ζήσουνπριν μπει σε τροχιά. Φυσικά, η ομάδα του έργου Orion ήλπιζε ότι κάπου στο μέλλον θα μπορούσε να δημιουργηθεί μια «καθαρή» ατομική βόμβα που δεν θα ακτινοβολούσε τα πάντα στο πέρασμά της. Όπως γνωρίζετε, οι ελπίδες δεν δικαιώθηκαν.
Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το 1963 η ΕΣΣΔ καιΟι Ηνωμένες Πολιτείες υπέγραψαν τη Συνθήκη για την απαγόρευση των πυρηνικών δοκιμών μεταξύ των δύο χωρών. Στην πραγματικότητα, αυτό οδήγησε στη διακοπή της έρευνας στον τομέα των επίγειων πυρηνικών παλμικών κινητήρων.
Δοκιμές έργου
Πρέπει να σημειωθεί ότι το έργο Orion δεν παρέμεινεμόνο στο χαρτί. Παρά το γεγονός ότι το έργο δεν εφαρμόστηκε, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν όχι μόνο υπολογισμούς, αλλά και δοκιμές πλήρους κλίμακας. Αυτά ήταν δοκιμές πτήσης μοντέλων που προωθήθηκαν από χημικά εκρηκτικά. Τα μοντέλα ονομάζονταν put-put, ή hot rods. Αρκετά μοντέλα καταστράφηκαν, αλλά η πτήση εκατό μέτρων τον Νοέμβριο του 1959 δεν θεωρήθηκε ακόμη επιτυχής. Οι δοκιμές έδειξαν ότι η πτήση με παλμό είναι μια πραγματική προοπτική. Το δοκιμαστικό μοντέλο προσγειώθηκε άθικτο με αλεξίπτωτο και τώρα βρίσκεται στη συλλογή του Εθνικού Μουσείου Αεροπορίας και Διαστήματος του Smithsonian.
Θα μπορούσε ποτέ το Project Orion να επιστρέψει;
Σήμερα, η ευκαιρία να δει κανείς τους δακτυλίους του Κρόνου από κοντά ή ακόμα και να πατήσει το πόδι του στον Πλούτωνα κρατά το Project Orion στη φαντασία πολλών επιστημόνων και μηχανικών.
Τώρα, στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA, η Artemis σχεδιάζεινα στείλει ένα πλήρωμα στο φεγγάρι και ο Έλον Μασκ πρόκειται εδώ και καιρό να αποικίσει τον Άρη. Επιπλέον, υπήρξε αυξημένο ενδιαφέρον για την εξόρυξη αστεροειδών τα τελευταία χρόνια. Τελικά, η έκθεση στην ακτινοβολία θα πρέπει τελικά να αντιμετωπιστεί εάν οι άνθρωποι ελπίζουν ποτέ να υπάρχουν εκτός της Γης.
Οι αναλυτές είναι βέβαιοι ότι εάν οι επιστήμονες μπορέσουν να λύσουν το πρόβλημα της ακτινοβολίας, τότε το έργο Orion θα μπορούσε να αναβιώσει.
Διαβάστε περισσότερα
Δείτε πώς μια μαύρη τρύπα αρχίζει να καταστρέφει ένα αστέρι
Νέο σωματίδιο ανακαλύφθηκε στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων
Ο καύσωνας προκάλεσε μαζική τήξη του πάγου της Γροιλανδίας