Sprāgs - kas tas ir?
Projekta Orion ideja bija diezgan vienkārša, vismaz konceptuāli:
Tieši viņi pirmie ierosināja Oriona ideju.Viņu koncepcija bija šāda: no kuģa izmesto ūdeņraža bumbu sprādzieni izraisīja pēc bumbām izmesto disku iztvaikošanu. Plazmas un virzīja kuģi uz priekšu. Teds Teilors, viens no vadošajiem amerikāņu kodolenerģijas un kodoltermisko lādiņu izstrādātājiem, attīstīja šo projektu tālāk. 1957. gada ziemā viņš strādāja General Atomics. Angloamerikāņu fiziķis Frīmens Daisons, kurš strādāja Prinstonā, piekrita turpināt Orion izstrādi kopā ar viņu.
Avots: ASV gaisa spēki, TED / YouTube.
Protams, ar vienas bumbas sprādzienu nepietiekpilnībā palaist kuģi kosmosā. Tas prasītu virkni atomu sprādzienu pēc kārtas, lai kuģis nenokristu uz zemes. Tāpēc atomu zvaigžņu kuģi sauca par sprādzienu.
Orion kosmosa kuģa dzinējs - kodola impulss, inviņa darba pamatā ir kodolsprādziena enerģijas izmantošana. No kosmosa kuģa virzienā, kas ir pretējs lidojumam, tiek izmests neliela ekvivalenta kodola lādiņš un detonēts salīdzinoši nelielā attālumā no kosmosa kuģa (līdz 100 m). Lādiņš ir veidots tā, ka lielākā daļa sprādziena produktu paplašināmas plazmas frontes veidā, kas pārvietojas relativistiskos ātrumos, tiek novirzīti uz kosmosa kuģa asti: kur masveida atstarojošā plāksne uzņem impulsu un nodod to kuģim caur amortizatoru sistēmu (vai bez tām - bezpilota versijām). Atstarojošā plāksne ir pasargāta no bojājumiem ar gaismas zibspuldzi, gamma starojuma plūsmām un augstas temperatūras plazmu ar ablatīvu grafīta smērvielas pārklājumu, kas atjaunojams pēc katra sprādziena
Avots: ASV gaisa spēki, TED / YouTube.
Kopā Orion un Super klases kuģiLai nokļūtu orbītā, Orionam bija vajadzīgas aptuveni 800 bumbas mazas kompaktās automašīnas izmērā, kas eksplodēja zem kuģa aptuveni vienu sekundē.
Ātrums, kas visiem šiem atomiembumbas būtu divas līdz trīs reizes ātrākas nekā parastās raķetes. Pēc konstrukcijas, kad kosmosa kuģis sasniegs kosmosa vakuumu, ātrums tiks saglabāts kā impulss.
Starpzvaigžņu lidojumi
Ārkārtīgi augsta vilkme unkodolimpulsu piedziņas īpašais impulss ļāva inženieriem pieņemt iespēju tos izmantot ne tikai starpplanētu, bet arī starpzvaigžņu lidojumos. Tādējādi Frīmens Daisons aprēķināja, ka kuģis, ko darbina megatonu kodolieroču lādiņi ar reakcijas produktu plūsmas ātrumu aptuveni 3000–30 000 km / s, spētu sasniegt maksimālo ātrumu aptuveni 750–15 000 km / s, tas ir, , līdz 5% no gaismas ātruma.
Projekta robežāsOrionsZinātnieki ir izstrādājuši divas būtiskas zvaigžņu kuģa modifikācijas:Energy Limited unMomentum Limited.
Energy Limited Orion Starship projekts bija struktūra ar diametruatstarojošā plāksne apmēram 20 km. Tie ir nepieciešami, lai plāksnei starp sprādzieniem būtu laiks atdzist, nepatērējot ablācijas materiālus vai citus dzesēšanas līdzekļus.
Kopējā kuģa masa saskaņā ar aprēķiniemsasniedza 40 miljonus tonnu, no kuriem vairāk nekā 30 miljoni tonnu veidoja "degvielas" - megatonas lādiņus. No atlikušajiem 10 miljoniem tonnu piecas veidoja plātnes svaru, bet piecas - pašas konstrukcijas svaru un kravnesību.
Katru reizi eksplodējot aizmugurē ar megatonas lādiņu100 s (tik ilgs laika posms tika aprēķināts tā, lai plāksnei būtu laiks atdzist radiācijas dēļ), kuģis aptuveni 100 gadu laikā varētu paātrināties līdz 0,33% no gaismas ātruma (1000 km / s). Lidojums uz Alpha Centauri, kam vajadzēja būt projekta mērķim, būtu aizņēmis aptuveni 1300 gadus. Kuģa milzīgā ietilpība ļāva uz tā pamata uzbūvēt īstu "paaudžu kuģi", kas visa lidojuma laikā spēj mākslīgā vidē atbalstīt reproduktīvo cilvēku populāciju.
Momentum Limited Orion Starship projekts izcēlās ar pieticīgāku mērogos.Tās galvenā atšķirība ir atstarojošās plāksnes ablatīva dzesēšana, intervālos starp sprādzieniem uzsmidzinot uz tās grafīta smērvielu. Lai gan tas ievērojami samazināja kravnesību (sakarā ar nepieciešamību patērēt tūkstošiem tonnu grafīta), kuģis izrādījās daudz kompaktāks un ātrāks.
Acīmredzamas problēmas ar Orion projektu
Kā zināms, 60. gados varas iestādes nežēloja izdevumus tehnoloģiskajā sacīkstē starp ASV un PSRS. Tomēr ar naudu nevarēja atrisināt vienu svarīgu problēmu: radiāciju.
Radioaktīvo nokrišņu apstrāde no vienas atomelektrostacijasbumbas ir ļoti grūts inženierijas uzdevums. Ja runa ir par simtiem šādu bumbu sprādziena seku likvidēšanu desmitiem kilometru augstumā, uzdevumu var uzskatīt par neiespējamu.
Vēl viena nopietna problēma bija apkalpes nespēja strādāt uz zvaigžņu kuģa. Darbības laikā viņš būtu bijis pakļauts līdz pat 700 radu starojumam katru reizi, kad bumba eksplodētu zem Oriona.
Salīdzinājumam - akūta staru slimībaattīstās salīdzinoši vienmērīgas apstarošanas rezultātā, lietojot devu vairāk nekā 1 Gy (100 rad) īsā laika periodā. Devas līdz 1 Gy (100 rad) izraisa samērā vieglas izmaiņas, kuras var uzskatīt par stāvokli pirms slimības. Devas, kas lielākas par 1 Gy, izraisa dažāda smaguma akūtas staru slimības kaulu smadzeņu vai zarnu formas, kas galvenokārt ir atkarīgas no asinsrades orgānu bojājumiem. Vienreizējas iedarbības devas virs 10 Gy tiek uzskatītas par absolūti nāvējošām.
Šādos apstākļos astronauti pat nevarēja dzīvotpirms ieiešanas orbītā. Protams, Orion projekta komanda cerēja, ka kaut kur nākotnē varētu tikt izveidota "tīra" atombumba, kas neapstaros visu savā ceļā. Kā zināms, cerības nebija pamatotas.
Nedrīkst aizmirst, ka 1963. gadā PSRS unASV starp abām valstīm parakstīja Kodolieroču izmēģinājumu aizlieguma līgumu. Faktiski tas noveda pie pētījumu pārtraukšanas uz zemes bāzētu kodolimpulsu dzinēju jomā.
Projekta testi
Jāatzīmē, ka Orion projekts nepalikatikai uz papīra. Neskatoties uz to, ka projekts netika īstenots, zinātnieki veica ne tikai aprēķinus, bet arī lauka testus. Tie bija ar ķīmisko sprāgstvielu darbināmu modeļu lidojuma testi. Modeļus sauca par put-put vai hot rod. Vairāki modeļi tika iznīcināti, bet simts metru lidojums 1959. gada novembrī joprojām netika uzskatīts par veiksmīgu. Testi ir parādījuši, ka impulsa lidojums ir reāla perspektīva. Testa modelis neskarts nokrita ar izpletni un tagad atrodas Smitsona Nacionālā gaisa un kosmosa muzeja kolekcijā.
Vai projekts Orion varētu kādreiz atgriezties?
Šodien iespēja klātienē redzēt Saturna gredzenus vai pat spert kāju uz Plutona, daudzu zinātnieku un inženieru iztēlē saglabā Orion projektu.
Tagad NASA programmas ietvaros Artēmijs plānonosūtiet apkalpi uz Mēnesi, un Elons Musks jau sen gatavojas kolonizēt Marsu. Turklāt pēdējos gados ir palielinājusies interese par asteroīdu ieguvi. Galu galā radiācijas iedarbība galu galā būs jārisina, ja cilvēki kādreiz cer pastāvēt ārpus Zemes.
Analītiķi ir pārliecināti, ka, ja zinātnieki spēs atrisināt radiācijas problēmu, Orion projektu varētu atdzīvināt.
Lasīt vairāk
Skatiet, kā melnā caurums sāk iznīcināt zvaigzni
Jaunā daļiņa, kas atklāta pie lielā hadronu kolidera
Karstuma viļņi izraisīja milzīgu Grenlandes ledus segas kušanu