Vybuchne - čo to je?
Myšlienka projektu Orion bola celkom jednoduchá, aspoň koncepčne:
Boli to oni, kto ako prvý navrhol myšlienku Orionu.Ich koncepcia bola nasledovná: výbuchy vodíkových bômb vymrštených z lode spôsobili vyparovanie diskov vymrštených po bombách. Expandujúca plazma a poháňal loď. Ted Taylor, jeden z popredných amerických vývojárov jadrových a termonukleárnych náloží, tento projekt ďalej rozvinul. V zime 1957 pracoval v General Atomics. Anglo-americký fyzik Freeman Dyson, ktorý pôsobil v Princetone, súhlasil s pokračovaním vývoja Orionu s ním.
Zdroj: Americké vojenské letectvo, TED / YouTube.
Explózia jednej bomby na to samozrejme nestačíúplne vypustiť loď do vesmíru. Na to, aby loď nespadla na zem, by bolo potrebné vykonať sériu atómových výbuchov v rýchlom slede za sebou. Preto bola atómová hviezdna loď nazývaná výbuch.
Motor kozmických lodí Orion - jadrový -pulzný, vzákladom jeho práce je využitie energie jadrového výbuchu. Z kozmickej lode v opačnom smere ako je let, je v relatívne malej vzdialenosti od kozmickej lode (až 100 m) vyhodený a odpálený jadrový náboj malého ekvivalentu. Náboj je navrhnutý tak, aby väčšina produktov výbuchu vo forme rozpínajúceho sa plazmového čela pohybujúceho sa relativistickými rýchlosťami smerovala k chvostu kozmickej lode: kde masívna odrazová doska preberá impulz a prenáša ho na loď. prostredníctvom systému tlmičov (alebo bez nich - pre verzie bez posádky). Reflexná doska je chránená pred poškodením svetelným bleskom, tokmi gama žiarenia a vysokoteplotnej plazmy s ablatívnym grafitovým mazacím povlakom, ktorý je obnoviteľný po každej detonácii
Zdroj: Americké vojenské letectvo, TED / YouTube.
Celkom lodí triedy Orion a SuperOrion potreboval asi 800 bômb veľkosti malého kompaktného auta, ktoré pod jednou loďou explodovalo zhruba jednou za sekundu, aby sa dostali na obežnú dráhu.
Rýchlosť, ktorú majú všetky tieto atómovébomby by boli dvakrát až trikrát rýchlejšie ako konvenčné rakety. Podľa plánu, akonáhle kozmická loď dosiahne vákuum vesmíru, rýchlosť bude uložená ako hybnosť.
Medzihviezdne lety
Extrémne vysoká trakcia ašpecifický impulz jadrových impulzných pohonov umožnil inžinierom predpokladať možnosť ich použitia nielen pri medziplanetárnych, ale aj medzihviezdnych letoch. Freeman Dyson teda vypočítal, že loď poháňaná megatunovými termonukleárnymi nábojmi s prietokom reakčného produktu rádovo 3000 - 30 000 km / s by bola schopná dosiahnuť maximálnu rýchlosť rádovo 750 - 15 000 km / s, tj. , až 5% rýchlosti svetla.
V hraniciach projektuOrion vedci vyvinuli dve základné modifikácie hviezdnej lode:Energy Limited aMomentum Limited.
Energeticky obmedzený projekt Orion Starship bola konštrukcia s priemodrazová doska cca 20 km. Tie sú potrebné na to, aby platňa mala čas na vychladnutie medzi výbuchmi bez spotrebovania ablačných materiálov alebo iných prostriedkov na chladenie.
Celková hmotnosť lode podľa výpočtov,predstavoval 40 miliónov ton, z toho viac ako 30 miliónov ton tvorilo „palivo“ - poplatky za megatóny. Zo zostávajúcich 10 miliónov ton päť zodpovedalo hmotnosti dosky a päť hmotnosti samotnej konštrukcie a užitočného zaťaženia.
Vybuchujúca zadná časť za megatonový náboj100 s (taký dlhý časový úsek sa počíta tak, že sa platňa vďaka žiareniu stihla ochladiť), loď by mohla zrýchliť na 0,33% z rýchlosti svetla (1 000 km / s) za zhruba 100 rokov. Let do Alpha Centauri, ktorý mal byť cieľom projektu, by trval asi 1300 rokov. Obrovská kapacita lode umožnila postaviť na jej základe skutočnú „loď generácií“ schopnú podporovať reprodukujúcu sa ľudskú populáciu v umelom prostredí počas celého letu.
Projekt Momentum Limited Orion Starship sa vyznačoval skromnejšími prispôsobiť.Jeho hlavným rozdielom je ablatívne chladenie odrazovej dosky striekaním grafitového maziva na ňu v intervaloch medzi výbuchmi. To síce výrazne znížilo užitočné zaťaženie (kvôli nutnosti spotrebovať tisíce ton grafitu), ale loď sa ukázala byť oveľa kompaktnejšia a rýchlejšia.
Zjavné problémy s projektom Orion
Ako viete, v 60. rokoch úrady nešetrili žiadnymi nákladmi v technologických pretekoch medzi USA a ZSSR. Peniaze však nedokázali vyriešiť jeden dôležitý problém: radiáciu.
Spracovanie rádioaktívneho spadu z jednej jadrovej elektrárnebomby je veľmi náročná inžinierska úloha. Pokiaľ ide o odstránenie následkov výbuchu stoviek takýchto bômb vo výške desiatok kilometrov, možno túto úlohu považovať za nesplniteľnú.
Ďalším vážnym problémom bola neschopnosť posádky pracovať na palube hviezdnej lode. Počas operácie by bol vystavený až 700 radom žiarenia pri každom výbuchu bomby pod Orionom.
Na porovnanie - akútna choroba z ožiareniasa vyvíja v dôsledku relatívne rovnomerného ožiarenia v dávke viac ako 1 Gy (100 rad) počas krátkeho časového obdobia. Dávky do 1 Gy (100 rad) spôsobujú relatívne mierne zmeny, ktoré možno považovať za stav pred ochorením. Dávky nad 1 Gy spôsobujú kostnú dreň alebo črevné formy akútnej choroby z ožiarenia rôznej závažnosti, ktorá závisí predovšetkým od poškodenia krvotvorných orgánov. Jednorazové expozičné dávky nad 10 Gy sa považujú za absolútne smrteľné.
V takýchto podmienkach nemohli astronauti ani žiťpred vstupom na obežnú dráhu. Tím projektu Orion samozrejme dúfal, že niekde v budúcnosti môže byť vytvorená „čistá“ atómová bomba, ktorá by nevyžarovala všetko, čo jej stojí v ceste. Ako viete, nádeje neboli opodstatnené.
Nemali by sme zabúdať, že v roku 1963 ZSSR aSpojené štáty americké podpísali zmluvu o zákaze jadrových skúšok medzi oboma krajinami. V skutočnosti to viedlo k zastaveniu výskumu v oblasti pozemných jadrových impulzných motorov.
Projektové testy
Treba poznamenať, že projekt Orion nezostaliba na papieri. Napriek tomu, že projekt nebol realizovaný, vedci vykonali nielen výpočty, ale aj rozsiahle testy. Išlo o letové skúšky modelov poháňaných chemickými trhavinami. Modely sa nazývali put-put alebo hot rods. Niekoľko modelov bolo zničených, ale stometrový let v novembri 1959 stále nebol považovaný za úspešný. Testy ukázali, že impulzný let je skutočná perspektíva. Testovací model pristál neporušený padákom a teraz je v zbierke Smithsonianského národného leteckého a vesmírneho múzea.
Mohol by sa projekt Orion niekedy vrátiť?
Dnes možnosť vidieť Saturnove prstence osobne alebo dokonca vkročiť na Pluto udržiava projekt Orion v predstavách mnohých vedcov a inžinierov.
Teraz, v rámci programu NASA, Artemis plánujeposlať posádku na Mesiac a Elon Musk sa už dlho chystá kolonizovať Mars. V posledných rokoch je navyše zvýšený záujem o ťažbu asteroidov. V konečnom dôsledku bude potrebné riešiť radiačnú záťaž, ak ľudia niekedy dúfajú, že budú existovať mimo Zeme.
Analytici sú presvedčení, že ak vedci dokážu vyriešiť problém s radiáciou, projekt Orion by mohol byť oživený.
Čítaj viac
Uvidíte, ako čierna diera začína ničiť hviezdu
Nová častica objavená na Large Hadron Collider
Horúčavy spôsobili masívne topenie grónskeho ľadového štítu