Explotará, ¿qué es?
La idea detrás del Proyecto Orión era bastante simple, al menos conceptualmente:
Fueron ellos quienes propusieron por primera vez la idea de Orión.Su concepto era el siguiente: las explosiones de las bombas de hidrógeno expulsadas del barco provocaban la evaporación de los discos expulsados después de las bombas. Plasma en expansión y impulsó el barco. Ted Taylor, uno de los principales desarrolladores estadounidenses de cargas nucleares y termonucleares, desarrolló aún más este proyecto. En el invierno de 1957 trabajaba en General Atomics. El físico angloamericano Freeman Dyson, que trabajaba en Princeton, acordó continuar con él el desarrollo de Orion.
Fuente: Fuerza Aérea de EE. UU., TED / YouTube.
Por supuesto, la explosión de una bomba no es suficiente paralanzar completamente la nave al espacio. Se necesitarían una serie de explosiones atómicas en rápida sucesión para evitar que la nave cayera al suelo. Es por eso que la nave espacial atómica se llamó explosión.
Motor de la nave espacial Orion - pulso nuclear, enla base de su trabajo es el uso de la energía de una explosión nuclear. Desde la nave espacial en la dirección opuesta al vuelo, una carga nuclear de un pequeño equivalente es expulsada y detonada a una distancia relativamente pequeña de la nave espacial (hasta 100 m). La carga está diseñada de tal manera que la mayoría de los productos de explosión en forma de un frente de plasma en expansión que se mueve a velocidades relativistas se dirigen a la cola de la nave espacial: donde una placa reflectante masiva toma el impulso y lo transfiere a la nave. a través de un sistema de amortiguadores (o sin ellos, para versiones no tripuladas). La placa reflectante está protegida contra daños por destellos de luz, flujos de radiación gamma y plasma de alta temperatura con un recubrimiento lubricante de grafito ablativo, renovable después de cada detonación.
Fuente: Fuerza Aérea de EE. UU., TED / YouTube.
Un total de naves de clase Orion y SuperOrion requirió alrededor de 800 bombas del tamaño de un pequeño automóvil compacto, que explotó debajo de la nave a aproximadamente una por segundo para ponerla en órbita.
La velocidad a la que todos estos atómicoslas bombas serían dos o tres veces más rápidas que los misiles convencionales. Por diseño, una vez que la nave espacial alcanza el vacío del espacio, la velocidad se almacenará como impulso.
Vuelos interestelares
Tracción extremadamente alta yEl impulso específico de los impulsos nucleares permitió a los ingenieros asumir la posibilidad de su uso no solo en vuelos interplanetarios, sino también en vuelos interestelares. Así, Freeman Dyson calculó que un barco propulsado por cargas termonucleares de megatones con un caudal de producto de reacción del orden de 3000 a 30 000 km / s podría alcanzar una velocidad máxima del orden de 750 a 15 000 km / s, es decir , hasta un 5% de la velocidad de la luz.
En los límites del proyectoOriónLos científicos han desarrollado dos modificaciones fundamentales de la nave espacial:Energía limitada yMomentum Limited.
Proyecto Energy Limited Orion Starship era una estructura con un diámetroplaca reflectante a unos 20 km. Estos son necesarios para que la placa tenga tiempo de enfriarse entre explosiones sin consumir materiales ablativos u otros medios de enfriamiento.
La masa total del barco, según cálculos,ascendió a 40 millones de toneladas, de las cuales más de 30 millones de toneladas correspondieron a "combustible" - cargas de megatones. De los 10 millones de toneladas restantes, cinco representaron el peso de la losa y cinco el peso de la estructura en sí y la carga útil.
Explotando a popa con una carga de megatones cada100 s (se calcula un período de tiempo tan largo para que la placa tuviera tiempo de enfriarse debido a la radiación), la nave podría acelerar al 0,33% de la velocidad de la luz (1.000 km / s) en unos 100 años. El vuelo a Alpha Centauri, que se suponía que era el objetivo del proyecto, habría tardado unos 1.300 años. La enorme capacidad del barco hizo posible construir un verdadero "barco de generaciones" sobre su base, capaz de soportar a la población humana en reproducción en un entorno artificial durante todo el vuelo.
El proyecto Momentum Limited Orion Starship se distinguió por más modestos a escala.Su principal diferencia es el enfriamiento ablativo de la placa reflectante rociándola con lubricante de grafito en los intervalos entre explosiones. Aunque esto redujo significativamente la carga útil (debido a la necesidad de consumir miles de toneladas de grafito), el barco resultó ser mucho más compacto y rápido.
Problemas obvios con el proyecto Orion
Como saben, en los años 60 las autoridades no escatimaron en gastos en la carrera tecnológica entre Estados Unidos y la URSS. Sin embargo, el dinero no pudo solucionar un problema importante: la radiación.
Tratamiento de la lluvia radiactiva de una central nuclearbombas es una tarea de ingeniería muy difícil. Cuando se trata de eliminar las consecuencias de la explosión de cientos de bombas de este tipo a una altitud de decenas de kilómetros, la tarea puede considerarse imposible.
Otro problema grave fue la incapacidad de la tripulación para trabajar a bordo de la nave. Durante la operación, habría estado expuesto a hasta 700 rads de radiación cada vez que la bomba explotó bajo Orión.
A modo de comparación: enfermedad aguda por radiaciónse desarrolla como resultado de una irradiación relativamente uniforme a una dosis de más de 1 Gy (100 rad) durante un corto período de tiempo. Las dosis de hasta 1 Gy (100 rad) provocan cambios relativamente leves que pueden considerarse un estado previo a la enfermedad. Las dosis superiores a 1 Gy provocan formas de enfermedad aguda por radiación en la médula ósea o intestinales de diversa gravedad, que dependen principalmente del daño a los órganos hematopoyéticos. Las dosis de exposición única superiores a 10 Gy se consideran absolutamente letales.
En tales condiciones, los astronautas ni siquiera podrían vivirantes de entrar en órbita. Por supuesto, el equipo del proyecto Orion esperaba que en algún lugar del futuro se pudiera crear una bomba atómica "limpia" que no irradiara todo a su paso. Como saben, las esperanzas no estaban justificadas.
No debemos olvidar que en 1963 la URSS yEstados Unidos firmó el Tratado de Prohibición de Ensayos Nucleares entre los dos países. De hecho, esto llevó al cese de la investigación en el campo de los motores de impulsos nucleares terrestres.
Pruebas de proyectos
Cabe señalar que el proyecto Orion no se quedósolo en papel. A pesar de que el proyecto no se implementó, los científicos llevaron a cabo no solo cálculos, sino también pruebas a gran escala. Se trataba de pruebas de vuelo de modelos propulsados por explosivos químicos. Los modelos se llamaban put-put o hot rods. Varios modelos fueron destruidos, pero el vuelo de cien metros en noviembre de 1959 todavía no se consideró exitoso. Las pruebas han demostrado que el vuelo impulsivo es una perspectiva real. El modelo de prueba aterrizó intacto en paracaídas y ahora se encuentra en la colección del Museo Nacional del Aire y del Espacio Smithsonian.
¿Podría volver el Proyecto Orión?
Hoy en día, la oportunidad de ver los anillos de Saturno en persona o incluso poner un pie en Plutón mantiene el Proyecto Orión en la imaginación de muchos científicos e ingenieros.
Ahora, en el marco del programa de la NASA, Artemis planeaenvía una tripulación a la luna, y Elon Musk lleva mucho tiempo colonizando Marte. Además, ha habido un mayor interés en la minería de asteroides en los últimos años. En última instancia, será necesario abordar la exposición a la radiación si los seres humanos alguna vez esperan existir fuera de la Tierra.
Los analistas confían en que si los científicos logran resolver el problema de la radiación, el proyecto Orión podría reactivarse.
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