Zal ontploffen - wat is het?
Het idee achter Project Orion was vrij eenvoudig, althans conceptueel:
Zij waren het die voor het eerst het idee van Orion voorstelden.Hun concept was als volgt: de explosies van waterstofbommen die uit het schip werden geworpen, veroorzaakten de verdamping van schijven die na de bommen werden uitgeworpen. Plasma uitbreiden en stuwde het schip voort. Ted Taylor, een van de toonaangevende Amerikaanse ontwikkelaars van nucleaire en thermonucleaire ladingen, ontwikkelde dit project verder. In de winter van 1957 werkte hij bij General Atomics. De Anglo-Amerikaanse natuurkundige Freeman Dyson, die in Princeton werkte, stemde ermee in om samen met hem de ontwikkeling van Orion voort te zetten.
Bron: Amerikaanse luchtmacht, TED / YouTube.
Natuurlijk is de explosie van één bom niet genoeg omlanceer het schip volledig de ruimte in. Er zouden snel achter elkaar een reeks atoomexplosies nodig zijn om te voorkomen dat het schip op de grond zou vallen. Dat is de reden waarom het atomaire ruimteschip een explosie werd genoemd.
Orion ruimtevaartuigmotor - nucleaire puls, inde basis van zijn werk is het gebruik van de energie van een nucleaire explosie. Vanuit het ruimtevaartuig in de richting tegengesteld aan de vlucht, wordt een nucleaire lading van een klein equivalent uitgeworpen en tot ontploffing gebracht op een relatief kleine afstand van het ruimtevaartuig (tot 100 m). De lading is zo ontworpen dat de meeste explosieproducten in de vorm van een uitzettend plasmafront dat met relativistische snelheden beweegt, naar de staart van het ruimtevaartuig worden gericht: waar een massieve reflecterende plaat de impuls opneemt en deze naar het schip overbrengt via een systeem van schokdempers (of zonder hen - voor onbemande versies). De reflecterende plaat is beschermd tegen beschadiging door lichtflitsen, fluxen van gammastraling en hoge-temperatuurplasma met een ablatieve grafiet-smeerlaag, hernieuwbaar na elke detonatie
Bron: Amerikaanse luchtmacht, TED / YouTube.
In totaal schepen van de Orion- en SuperklasseOrion had ongeveer 800 bommen nodig ter grootte van een kleine compacte auto, die met ongeveer één per seconde onder het schip explodeerden om het in een baan om de aarde te krijgen.
De snelheid die al deze atomairebommen zouden twee tot drie keer sneller zijn dan conventionele raketten. Door het ontwerp, zodra het ruimtevaartuig het vacuüm van de ruimte bereikt, wordt de snelheid opgeslagen als momentum.
Interstellaire vluchten
Extreem hoge tractie enspecifieke impuls van nucleaire impulsaandrijvingen stelden ingenieurs in staat de mogelijkheid aan te nemen van hun gebruik, niet alleen in interplanetaire, maar ook in interstellaire vluchten. Zo berekende Freeman Dyson dat een schip aangedreven door megaton thermonucleaire ladingen met een reactieproductstroomsnelheid in de orde van 3000-30.000 km / s in staat zou zijn om een maximale snelheid in de orde van 750-15.000 km / s te bereiken, dat wil zeggen , tot 5% van de lichtsnelheid.
Binnen de grenzen van het projectOrionWetenschappers hebben twee fundamentele aanpassingen aan het ruimteschip ontwikkeld:Energie beperkt enMomentum beperkt.
Energy Limited Orion Starship-project was een structuur met een diameterreflecterende plaat ongeveer 20 km. Deze zijn nodig zodat de plaat de tijd heeft om tussen explosies door af te koelen zonder ablatieve materialen of andere koelingsmiddelen te verbruiken.
De totale massa van het schip, volgens berekeningen,bedroeg 40 miljoen ton, waarvan meer dan 30 miljoen ton goed was voor "brandstof" - megatonkosten. Van de resterende 10 miljoen ton waren er vijf verantwoordelijk voor het gewicht van de plaat en vijf voor het gewicht van de constructie zelf en de lading.
Achteruit exploderen op een megatonlading elke100 s (er is zo'n lange tijdsperiode berekend dat de plaat tijd had om af te koelen door straling), zou het schip in ongeveer 100 jaar kunnen versnellen tot 0,33% van de lichtsnelheid (1.000 km/s). De vlucht naar Alpha Centauri, die het doel van het project zou zijn, zou ongeveer 1300 jaar hebben geduurd. De enorme capaciteit van het schip maakte het mogelijk om op zijn basis een echt "schip van generaties" te bouwen, in staat om de zich voortplantende menselijke populatie tijdens de hele vlucht in een kunstmatige omgeving te ondersteunen.
Het Momentum Limited Orion Starship-project onderscheidde zich door meer bescheiden op schaal.Het belangrijkste verschil is de ablatieve koeling van de reflecterende plaat door er in de intervallen tussen explosies grafietsmeermiddel op te spuiten. Hoewel hierdoor het laadvermogen aanzienlijk werd verminderd (vanwege de noodzaak om duizenden tonnen grafiet te verbruiken), bleek het schip veel compacter en sneller te zijn.
Duidelijke problemen met het Orion-project
Zoals u weet hebben de autoriteiten in de jaren zestig kosten noch moeite gespaard in de technologische race tussen de VS en de USSR. Geld kon echter één belangrijk probleem niet oplossen: straling.
Behandeling van radioactieve neerslag van één kerncentralebommen is een zeer moeilijke technische taak. Als het gaat om het elimineren van de gevolgen van de explosie van honderden van dergelijke bommen op een hoogte van tientallen kilometers, kan de taak als onmogelijk worden beschouwd.
Een ander ernstig probleem was het onvermogen van de bemanning om aan boord van het ruimteschip te werken. Tijdens de operatie zou hij zijn blootgesteld aan wel 700 rad straling elke keer dat de bom onder Orion ontplofte.
Ter vergelijking: acute stralingsziekteontstaat als gevolg van relatief uniforme bestraling met een dosis van meer dan 1 Gy (100 rad) in korte tijd. Doses tot 1 Gy (100 rad) veroorzaken relatief milde veranderingen die als een toestand vóór de ziekte kunnen worden beschouwd. Doses van meer dan 1 Gy veroorzaken beenmerg- of darmvormen van acute stralingsziekte van verschillende ernst, die voornamelijk afhankelijk zijn van schade aan de hematopoëtische organen. Doses met eenmalige blootstelling van meer dan 10 Gy worden als absoluut dodelijk beschouwd.
In zulke omstandigheden konden astronauten niet eens levenvoordat hij in een baan om de aarde komt. Natuurlijk hoopte het Orion-projectteam dat ergens in de toekomst een "schone" atoombom zou kunnen worden gemaakt die niet alles op zijn pad zou bestralen. Zoals u weet, was de hoop niet gerechtvaardigd.
We mogen niet vergeten dat in 1963 de USSR enDe Verenigde Staten ondertekenden het Kernstopverdrag tussen de twee landen. In feite leidde dit tot de stopzetting van het onderzoek op het gebied van kernpulsmotoren op de grond.
Projecttesten
Opgemerkt moet worden dat het Orion-project niet is geblevenalleen op papier. Ondanks het feit dat het project niet werd uitgevoerd, voerden wetenschappers niet alleen berekeningen uit, maar ook tests op ware grootte. Dit waren vliegproeven van modellen voortgestuwd door chemische explosieven. De modellen werden put-puts of hot rods genoemd. Verschillende modellen werden vernietigd, maar een vlucht van honderd meter in november 1959 werd nog steeds niet als succesvol beschouwd. Testen hebben aangetoond dat impulsvluchten een reëel vooruitzicht is. Het testmodel landde intact per parachute en bevindt zich nu in de collectie van het Smithsonian National Air and Space Museum.
Zou Project Orion ooit terug kunnen komen?
Tegenwoordig houdt de mogelijkheid om de ringen van Saturnus persoonlijk te zien of zelfs een voet op Pluto te zetten Project Orion in de verbeelding van veel wetenschappers en ingenieurs.
Nu, in het kader van het NASA-programma, plant Artemisstuur een bemanning naar de maan, en Elon Musk gaat al lang Mars koloniseren. Daarnaast is er de laatste jaren een toenemende belangstelling voor asteroïde mijnbouw. Uiteindelijk zal de blootstelling aan straling uiteindelijk moeten worden aangepakt als mensen ooit buiten de aarde hopen te bestaan.
Analisten zijn ervan overtuigd dat als wetenschappers het stralingsprobleem kunnen oplossen, het Orion-project nieuw leven kan worden ingeblazen.
Lees verder
Zie hoe een zwart gat een ster begint te vernietigen
Nieuw deeltje ontdekt bij Large Hadron Collider
Hittegolf veroorzaakte enorme smelting van Groenlandse ijskap