Esploderà - che cos'è?
L’idea alla base del Progetto Orion era piuttosto semplice, almeno concettualmente:
Furono loro a proporre per primi l'idea di Orione.Il loro concetto era il seguente: le esplosioni delle bombe all'idrogeno espulse dalla nave provocavano l'evaporazione dei dischi espulsi dopo le bombe. Plasma in espansione e ha propulso la nave. Ted Taylor, uno dei principali sviluppatori americani di cariche nucleari e termonucleari, ha sviluppato ulteriormente questo progetto. Nell'inverno del 1957 lavorava alla General Atomics. Il fisico anglo-americano Freeman Dyson, che lavorò a Princeton, accettò di continuare con lui lo sviluppo di Orion.
Fonte: US Air Force, TED / YouTube.
Certo, l'esplosione di una bomba non è sufficiente perlanciare completamente la nave nello spazio. Ci vorrebbe una serie di esplosioni atomiche in rapida successione per impedire alla nave di cadere a terra. Ecco perché l'astronave atomica è stata chiamata esplosione.
Motore della navicella spaziale Orion - impulso nucleare, inla base del suo lavoro è l'uso dell'energia di un'esplosione nucleare. Dal veicolo spaziale nella direzione opposta al volo, una carica nucleare di un piccolo equivalente viene espulsa e fatta esplodere a una distanza relativamente piccola dal veicolo spaziale (fino a 100 m). La carica è progettata in modo tale che la maggior parte dei prodotti dell'esplosione sotto forma di un fronte di plasma in espansione che si muove a velocità relativistiche sia diretta verso la coda del veicolo spaziale: dove una massiccia lastra riflettente riceve l'impulso e lo trasferisce alla nave attraverso un sistema di ammortizzatori (o senza di essi - per le versioni senza equipaggio). La lastra riflettente è protetta dai danni causati da lampi di luce, flussi di radiazioni gamma e plasma ad alta temperatura con un rivestimento lubrificante ablativo in grafite, rinnovabile dopo ogni detonazione
Fonte: US Air Force, TED / YouTube.
Un totale di navi di classe Orion e SuperOrion ha richiesto circa 800 bombe delle dimensioni di una piccola auto compatta, che è esplosa sotto la nave a circa una al secondo per metterla in orbita.
La velocità che tutti questi atomicile bombe sarebbero due o tre volte più veloci dei missili convenzionali. In base alla progettazione, una volta che l'astronave raggiunge il vuoto dello spazio, la velocità verrà memorizzata come momento.
Voli interstellari
Trazione estremamente elevata el'impulso specifico degli impulsi nucleari ha permesso agli ingegneri di ipotizzare la possibilità del loro utilizzo non solo nei voli interplanetari, ma anche interstellari. Pertanto, Freeman Dyson ha calcolato che una nave alimentata da cariche termonucleari di megatoni con una portata del prodotto di reazione dell'ordine di 3000-30.000 km / s sarebbe in grado di raggiungere una velocità massima dell'ordine di 750-15.000 km / s, cioè , fino al 5% della velocità della luce.
Nei confini del progettoOrion Gli scienziati hanno sviluppato due modifiche fondamentali dell'astronave:Energia limitata eMomento limitato.
Progetto Energy Limited Orion Starship era una struttura con un diametropiastra riflettente circa 20 km. Questi sono necessari affinché la piastra abbia il tempo di raffreddarsi tra un'esplosione e l'altra senza consumare materiali ablativi o altri mezzi di raffreddamento.
La massa totale della nave, secondo i calcoli,ammontava a 40 milioni di tonnellate, di cui oltre 30 milioni di tonnellate rappresentavano "carburante" - oneri megaton. Dei restanti 10 milioni di tonnellate, cinque rappresentavano il peso della soletta e cinque il peso della struttura stessa e il carico utile.
Esplodendo a poppa con una carica di megatoni ogni100 s (un periodo di tempo così lungo è calcolato in modo che la piastra abbia avuto il tempo di raffreddarsi a causa delle radiazioni), la nave potrebbe accelerare fino allo 0,33% della velocità della luce (1.000 km/s) in circa 100 anni. Il volo verso Alpha Centauri, che avrebbe dovuto essere l'obiettivo del progetto, avrebbe richiesto circa 1.300 anni. L'enorme capacità della nave ha permesso di costruire sulla sua base una vera "nave di generazioni", in grado di supportare la riproduzione della popolazione umana in un ambiente artificiale durante l'intero volo.
Il progetto Momentum Limited Orion Starship si distingueva per i più modesti in scala.La sua differenza principale è il raffreddamento ablativo della lastra riflettente spruzzandovi sopra lubrificante di grafite negli intervalli tra le esplosioni. Sebbene ciò abbia ridotto significativamente il carico utile (a causa della necessità di consumare migliaia di tonnellate di grafite), la nave si è rivelata molto più compatta e più veloce.
Evidenti problemi con il progetto Orion
Come sapete, negli anni '60 le autorità non badarono a spese nella corsa tecnologica tra Stati Uniti e Unione Sovietica. Tuttavia, il denaro non è riuscito a risolvere un problema importante: le radiazioni.
Trattamento del fallout radioattivo da una centrale nuclearebombe è un compito ingegneristico molto difficile. Quando si tratta di eliminare le conseguenze dell'esplosione di centinaia di bombe di questo tipo a decine di chilometri di altitudine, il compito può essere considerato impossibile.
Un altro problema serio era l'incapacità dell'equipaggio di lavorare a bordo dell'astronave. Durante l'operazione, sarebbe stato esposto a un massimo di 700 rad di radiazioni ogni volta che la bomba fosse esplosa sotto Orion.
Per confronto - malattia acuta da radiazionisi sviluppa come risultato di un'irradiazione relativamente uniforme a una dose superiore a 1 Gy (100 rad) in un breve periodo di tempo. Dosi fino a 1 Gy (100 rad) causano cambiamenti relativamente lievi che possono essere considerati uno stato pre-malattia. Dosi superiori a 1 Gy causano forme midollari o intestinali di malattia acuta da radiazioni di varia gravità, che dipendono principalmente da danni agli organi ematopoietici. Le singole dosi di esposizione superiori a 10 Gy sono considerate assolutamente letali.
In tali condizioni, gli astronauti non potrebbero nemmeno vivereprima di entrare in orbita. Naturalmente, il team del progetto Orion sperava che da qualche parte in futuro potesse essere creata una bomba atomica "pulita" che non irradiasse tutto sul suo cammino. Come sai, le speranze non erano giustificate.
Non dovremmo dimenticare che nel 1963 l'URSS eGli Stati Uniti hanno firmato il Trattato sulla messa al bando degli esperimenti nucleari tra i due paesi. Di fatto, ciò ha portato alla cessazione della ricerca nel campo dei motori a impulsi nucleari basati a terra.
Test di progetto
Va notato che il progetto Orion non è rimastosolo su carta. Nonostante il progetto non sia stato implementato, gli scienziati hanno eseguito non solo calcoli, ma anche test su vasta scala. Questi erano test di volo di modelli azionati da esplosivi chimici. I modelli erano chiamati put-put, o hot rod. Diversi modelli furono distrutti, ma il volo di cento metri nel novembre 1959 non fu ancora considerato riuscito. I test hanno dimostrato che il volo d'impulso è una prospettiva reale. Il modello di prova è atterrato intatto con il paracadute ed è ora nella collezione dello Smithsonian National Air and Space Museum.
Il progetto Orion potrebbe mai tornare?
Oggi, l'opportunità di vedere di persona gli anelli di Saturno o addirittura di mettere piede su Plutone mantiene il Progetto Orion nell'immaginazione di molti scienziati e ingegneri.
Ora, nell'ambito del programma della NASA, Artemis progettainviare un equipaggio sulla luna, ed Elon Musk ha da tempo colonizzato Marte. Inoltre, negli ultimi anni c'è stato un crescente interesse per l'estrazione di asteroidi. In definitiva, l'esposizione alle radiazioni dovrà essere affrontata se gli umani sperano di esistere al di fuori della Terra.
Gli analisti sono fiduciosi che se gli scienziati riuscissero a risolvere il problema delle radiazioni, il progetto Orion potrebbe essere rilanciato.
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