Räjähtää - mikä se on?
Project Orionin idea oli varsin yksinkertainen, ainakin käsitteellisesti:
He esittivät ensimmäisenä idean Orionista.Heidän konseptinsa oli seuraava: aluksesta sinkoutuneiden vetypommien räjähdykset aiheuttivat pommien jälkeen sinkoutuneiden kiekkojen haihtumista. Laajentuva plasma ja Ted Taylor, yksi johtavista amerikkalaisista ydin- ja lämpöydinpanosten kehittäjistä, kehitti tätä projektia edelleen. Talvella 1957 hän työskenteli General Atomicsissa. Princetonissa työskennellyt angloamerikkalainen fyysikko Freeman Dyson suostui jatkamaan Orionin kehitystä hänen kanssaan.
Lähde: Yhdysvaltain ilmavoimat, TED / YouTube.
Tietenkään yhden pommin räjähdys ei riitäkäynnistää laiva kokonaan avaruuteen. Se tarvitsisi useita atomiräjähdyksiä nopeasti peräkkäin, jotta alus ei putoa maahan. Siksi atomitähtilaivaa kutsuttiin räjähdykseksi.
Orion -avaruusaluksen moottori - ydinpulssi, sisäänhänen työnsä perusta on ydinräjähdyksen energian käyttö. Avaruusaluksesta lennon vastakkaiseen suuntaan poistetaan pieni vastaava ydinvaraus ja räjäytetään suhteellisen pienellä etäisyydellä avaruusaluksesta (jopa 100 m). Lataus on suunniteltu siten, että suurin osa räjähdystuotteista laajenevan plasman rintaman muodossa, jotka liikkuvat relativistisilla nopeuksilla, suunnataan avaruusaluksen häntään: missä massiivinen heijastava levy ottaa impulssin ja siirtää sen alukselle iskunvaimentimen kautta (tai ilman niitä - miehittämättömille versioille). Heijastinlevy on suojattu vaurioilta salaman, gammasäteilyn ja korkean lämpötilan plasman vaurioilta, jossa on ablatiivinen grafiittivoiteluainepinnoite, joka voidaan uusia jokaisen räjäytyksen jälkeen
Lähde: Yhdysvaltain ilmavoimat, TED / YouTube.
Yhteensä Orion- ja Super -luokan aluksiaOrion tarvitsi noin 800 pienen kompaktiauton kokoista pommia, jotka räjähtivät aluksen alle noin sekunnissa saadakseen sen kiertoradalle.
Nopeus, joka kaikki nämä atomitPommit olisivat kaksi tai kolme kertaa nopeampia kuin perinteiset ohjukset. Suunnittelun mukaan, kun avaruusalus saavuttaa avaruuden tyhjiön, nopeus tallennetaan vauhtiin.
Tähtienväliset lennot
Erittäin hyvä pito jaydinimpulssien erityisimpulssi sallii insinöörien olettaa niiden käytön mahdollisuuden paitsi planeettojen välisissä, myös tähtienvälisissä lennoissa. Freeman Dyson laski siis, että megatonnisilla ydinvarauksilla toimiva alus, jonka reaktiotuotteen virtausnopeus on suuruusluokkaa 3000–30 000 km / s, pystyisi saavuttamaan suurimman nopeuden, joka on luokkaa 750–15 000 km / s, eli , jopa 5% valon nopeudesta.
Projektin rajoissaorion Tutkijat ovat kehittäneet tähtialukseen kaksi perustavanlaatuista muunnelmaa:Energy Limited jaMomentum Limited.
Energy Limited Orion Starship -hanke oli rakenne, jolla on halkaisijaheijastava levy noin 20 km. Nämä ovat välttämättömiä, jotta levy ehtii jäähtyä räjähdysten välillä kuluttamatta ablatiivisia materiaaleja tai muita jäähdytyskeinoja.
Aluksen kokonaismassa laskelmien mukaanoli 40 miljoonaa tonnia, josta yli 30 miljoonaa tonnia oli "polttoainetta" - megatonnimaksuja. Jäljellä olevasta 10 miljoonasta tonnista viisi oli laatan painoa ja viisi rakenteen painoa ja hyötykuormaa.
Räjähtää taaksepäin megatonnisella latauksella100 s (niin pitkä aika lasketaan, että levyllä oli aikaa jäähtyä säteilyn vuoksi), alus voi kiihtyä 0,33 prosenttiin valon nopeudesta (1000 km / s) noin 100 vuodessa. Lento Alpha Centauriin, jonka piti olla hankkeen tavoite, olisi kestänyt noin 1300 vuotta. Aluksen valtava kapasiteetti mahdollisti sen pohjalta todellisen "sukupolvien aluksen" rakentamisen, joka kykenee tukemaan lisääntyvää ihmispopulaatiota keinotekoisessa ympäristössä koko lennon ajan.
Momentum Limited Orion Starship -projekti erottui vaatimattomammasta mittakaavassa.Sen tärkein ero on heijastuslevyn ablatiivinen jäähdytys ruiskuttamalla sen päälle grafiittivoiteluainetta räjähdysten välissä. Vaikka tämä vähensi merkittävästi hyötykuormaa (johtuen tarpeesta kuluttaa tuhansia tonneja grafiittia), alus osoittautui paljon kompaktimmaksi ja nopeammaksi.
Ilmeisiä ongelmia Orion-projektin kanssa
Kuten tiedätte, 1960-luvulla viranomaiset säästivät kulujaan Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton välisessä teknologisessa kilpailussa. Raha ei kuitenkaan pystynyt ratkaisemaan yhtä tärkeää ongelmaa: säteilyä.
Yhdestä ydinvoimalaitoksesta peräisin olevan radioaktiivisen laskeuman käsittelypommit ovat erittäin vaikea insinööritehtävä. Mitä tulee satojen tällaisten pommien räjähdyksen seurausten eliminoimiseen kymmenien kilometrien korkeudessa, tehtävää voidaan pitää mahdottomana.
Toinen vakava ongelma oli miehistön kyvyttömyys työskennellä tähtialuksella. Toiminnan aikana hän olisi altistunut jopa 700 radin säteilylle joka kerta, kun pommi räjähti Orionin alla.
Vertailun vuoksi - akuutti säteilysairauskehittyy suhteellisen tasaisen säteilytyksen seurauksena yli 1 Gy (100 rad) annoksella lyhyen ajan kuluessa. Enintään 1 Gy (100 rad) annokset aiheuttavat suhteellisen lieviä muutoksia, joita voidaan pitää sairautta edeltävänä tilana. Yli 1 Gy: n annokset aiheuttavat luuydin- tai suolistomuotoja, joiden vakavuus vaihtelee, ja jotka ovat pääasiassa riippuvaisia hematopoieettisista elimistä. Yli 10 Gy: n kerta -altistusannoksia pidetään täysin tappavina.
Tällaisissa olosuhteissa astronautit eivät voineet edes elääennen kiertoradalle tuloa. Tietenkin Orion -projektiryhmä toivoi, että jossain tulevaisuudessa voitaisiin luoda "puhdas" atomipommi, joka ei säteilyttäisi kaikkea tiellään. Kuten tiedät, toiveet eivät olleet perusteltuja.
Emme saa unohtaa, että vuonna 1963 Neuvostoliitto jaYhdysvallat allekirjoitti ydinkoekieltosopimuksen maiden välillä. Itse asiassa tämä johti maanpäällisten ydinpulssimoottorien alan tutkimuksen lopettamiseen.
Projektitestit
On huomattava, että Orion -hanke ei jäänytvain paperilla. Huolimatta siitä, että hanketta ei toteutettu, tutkijat suorittivat laskelmien lisäksi myös täysimittaisia testejä. Nämä olivat kemiallisten räjähteiden vetämien mallien lentotestejä. Malleja kutsuttiin put-putiksi tai hot rodiksi. Useita malleja tuhoutui, mutta sadan metrin lentoa marraskuussa 1959 ei silti pidetty onnistuneena. Testit ovat osoittaneet, että impulssilento on todellinen mahdollisuus. Testimalli laskeutui ehjänä laskuvarjolla ja on nyt Smithsonianin kansallisen ilma- ja avaruusmuseon kokoelmassa.
Voisiko Project Orion koskaan palata?
Nykyään mahdollisuus nähdä Saturnuksen renkaat henkilökohtaisesti tai jopa astua Plutolle pitää Project Orionin monien tiedemiesten ja insinöörien mielikuvituksessa.
Artemis suunnittelee nyt NASA -ohjelman puitteissalähettää miehistön kuuhun, ja Elon Musk on pitkään aikonut asuttaa Marsin. Lisäksi kiinnostus asteroidikaivostoimintaan on lisääntynyt viime vuosina. Viime kädessä säteilyaltistukseen on lopulta puututtava, jos ihmiset koskaan toivovat olevansa olemassa maan ulkopuolella.
Analyytikot uskovat, että jos tutkijat pystyvät ratkaisemaan säteilyongelman, Orion-projekti voitaisiin elvyttää.
Lue lisää
Katso, kuinka musta aukko alkaa tuhota tähteä
Suuri Hadron Colliderista löydettiin uusi hiukkanen
Lämpöaalto aiheutti Grönlannin jäätikön massiivisen sulamisen