プロジェクトオリオン:最初の核爆発が宇宙に打ち上げられなかった理由

爆発します-それは何ですか?

プロジェクト オリオンの背後にあるアイデアは、少なくとも概念的には非常にシンプルでした。

原子爆弾を使用して推力を生み出し、それは船を宇宙に持ち上げる可能性があります。プロジェクトの一環として、ゼネラル アトミックスは、スタニスワフ ウラムとコーネリアス エヴェレットが 1955 年の論文で提案した概念を開発することを決定しました。

オリオン座のアイデアを最初に提案したのは彼らでした。彼らのコンセプトは次のとおりです。船から発射された水素爆弾の爆発により、爆弾の後に発射された円盤が蒸発します。膨張するプラズマと アメリカの核および熱核攻撃の主要な開発者の 1 人であるテッド テイラーは、このプロジェクトをさらに発展させました。 1957 年の冬、彼はゼネラル・アトミックス社で働いていました。プリンストン大学で働いていた英米人の物理学者フリーマン・ダイソンは、彼とオリオンの開発を継続することに同意した。

出典:米空軍、TED / YouTube。

もちろん、1つの爆弾の爆発は十分ではありません船を完全に宇宙に打ち上げます。船が地面に落ちないようにするには、一連の原子爆発が次々と発生します。そのため、原子宇宙船は爆発と呼ばれていました。

オリオン宇宙船エンジン-核パルス、彼の仕事の基礎は核爆発のエネルギーの使用です。宇宙船から飛行と反対の方向に、小さな同等物の核電荷が放出され、宇宙船から比較的短い距離(最大100m)で爆発します。チャージは、相対論的速度で移動する膨張するプラズマフロントの形の爆発生成物のほとんどが宇宙船の尾部に向けられるように設計されています:そこでは巨大な反射板が衝撃を受けてそれを船に転送しますショックアブソーバーのシステムを介して(またはそれらなしで-無人バージョンの場合)。反射板は、光のフラッシュ、ガンマ線のフラックス、および各爆発後に再生可能なアブレイティブグラファイト潤滑剤コーティングによる高温プラズマによる損傷から保護されています

出典:米空軍、TED / YouTube。

オリオンとスーパークラスの船の合計オリオンは小型コンパクトカーと同じ大きさの爆弾を約800発必要とし、それが軌道に乗るために毎秒約1回で船の下で爆発しました。

これらすべての原子の速度爆弾は従来のミサイルより2〜3倍速くなります。設計上、宇宙船が宇宙の真空に達すると、速度は運動量として保存されます。

星間飛行

非常に高いトラクションと核インパルスドライブの比推力により、エンジニアは惑星間だけでなく星間飛行でもそれらの使用の可能性を想定することができました。したがって、フリーマンダイソンは、反応生成物の流量が3000〜30,000 km / sのオーダーのメガトン熱核電荷を動力源とする船は、750〜15,000 km / sのオーダーの最高速度に到達できると計算しました。 、光速の最大5%。

プロジェクトの境界内でオリオン科学者たちは、宇宙船の 2 つの根本的な改造を開発しました。エナジーリミテッド そしてモメンタムリミテッド。

エネルギー限定オリオンスターシッププロジェクト は直径のある構造でした反射板約20km。これらは、アブレーション材料やその他の冷却手段を消費せずに、爆発の間にプレートが冷却する時間を確保するために必要です。 

計算によると、船の総質量は、4,000万トンに達し、そのうち3,000万トン以上が「燃料」(メガトン料金)を占めていました。残りの1,000万トンのうち、5つはスラブの重量を占め、5つは構造物自体とペイロードの重量を占めています。

毎回メガトンチャージで後進を爆発させる100秒(放射線によってプレートが冷えるまでの長い時間が計算されます)、船は約100年で光速(1,000 km / s)の0.33%まで加速することができました。プロジェクトの目標とされていたアルファ・ケンタウリへの飛行には、約1、300年かかりました。船の巨大な容量は、飛行全体を通して人工的な環境で繁殖する人口をサポートすることができる、それを基にした本当の「世代の船」を構築することを可能にしました。

Momentum Limited Orion Starshipプロジェクトは、より控えめなものによって際立っていました スケールします。その主な違いは、爆発の合間に黒鉛潤滑剤を反射板にスプレーすることによって反射板をアブレーション冷却することです。これにより積載量は大幅に減少しましたが(数千トンのグラファイトを消費する必要があるため)、船はよりコンパクトで高速になったことが判明しました。

Orion プロジェクトの明らかな問題

ご存知のとおり、1960 年代、当局は米国とソ連の間の技術競争に費用を惜しみませんでした。しかし、放射線という重要な問題はお金では解決できませんでした。

ある原子力発電所からの放射性降下物の処理爆弾は非常に難しい工学的課題です。高度数十キロメートルで数百発のそのような爆弾が爆発した場合の影響を排除することになると、その任務は不可能であると考えられます。 

もう一つの深刻な問題は、乗組員が宇宙船内で働くことができないことだった。作戦中、オリオンの下で爆弾が爆発するたびに、彼は最大 700 ラドの放射線にさらされたことになります。

比較のために-急性放射線症短期間に1Gy(100 rad)を超える線量で比較的均一に照射された結果として発生します。 1 Gy(100 rad)までの線量は、比較的軽度の変化を引き起こし、これは疾患前の状態と見なすことができます。 1 Gyを超える線量は、主に造血器官の損傷に依存する、さまざまな重症度の骨髄または腸型の急性放射線症を引き起こします。 10Gyを超える単回被ばく線量は絶対に致命的であると考えられています。

そのような状況では、宇宙飛行士は生きることさえできませんでした軌道に入る前に。もちろん、Orionプロジェクトチームは、将来どこかで、その経路のすべてを照射しない「クリーンな」原子爆弾が作成されることを望んでいました。ご存知のように、希望は正当化されませんでした。

私たちは1963年にソ連と米国は両国間の核実験禁止条約に署名した。実際、これにより地上設置型原子力パルスエンジンの分野での研究は中止された。

プロジェクトテスト

オリオン計画は残っていなかったことに注意する必要があります紙の上だけ。プロジェクトが実施されなかったにもかかわらず、科学者たちは計算だけでなく、本格的なテストも実施しました。これらは、化学爆薬によって推進されるモデルの飛行試験でした。モデルはプットプット、またはホットロッドと呼ばれていました。いくつかのモデルが破壊されましたが、1959年11月の100メートルの飛行はまだ成功したとは見なされていませんでした。テストは、インパルス飛行が本当の見通しであることを示しました。テストモデルはパラシュートで無傷で着陸し、現在スミソニアン国立航空宇宙博物館のコレクションにあります。

オリオン計画が戻ってくることはありますか?

今日、土星の輪を直接見たり、冥王星に足を踏み入れる機会さえあるため、オリオン計画は多くの科学者や技術者の想像力の中にあり続けています。

現在、NASAプログラムの枠組みの中で、アルテミス計画は乗組員を月に送ると、イーロン・マスクは長い間火星に植民地化するつもりでした。さらに、過去数年間で小惑星の採掘への関心が高まっています。最終的には、人間が地球の外に存在することを望む場合、最終的には放射線被ばくに対処する必要があります。

アナリストらは、科学者たちが放射線問題を解決できれば、オリオン計画は復活する可能性があると確信している。

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