Oryginał wzięty z basra75
Historia powstania i rozwoju projektu Orion
Jesień 1970...
W odległym zakątku amerykańskiego stanu Nevada, w krainie pustyń i poligonów wojskowych, do startu przygotowuje się niezwykły samolot. Jest to kolumna tytanowa ze stożkową owiewką o wysokości 90 metrów, średnicy 30 metrów i masie całkowitej 4000 ton. Wystarczy jedno spojrzenie, aby zrozumieć: to niezwykłe urządzenie znacznie przewyższa wszystkie rakiety, jakie kiedykolwiek stworzono w ZSRR czy USA; jest to konstrukcja zupełnie nowej klasy, stworzona nie z myślą o wystrzeleniu małej kapsuły z astronautami na niską orbitę okołoziemską, ale za włamanie się w przestrzeń kosmiczną, na inne planety, a nawet gwiazdy.
Poligon testowy Jackess Flats, z którego wystartuje nowy statek kosmiczny, powstał na początku lat sześćdziesiątych. Wcześniej przeprowadzano tu testy bomb atomowych, taki status zachował miejsce testów do dziś i niewiele osób zaryzykowałoby złamanie zakazów i przybycie do miejsc, gdzie w każdej chwili mogłaby nastąpić niszczycielska eksplozja nuklearna. Złowroga reputacja ośrodka testowego chroni jego główną tajemnicę skuteczniej niż jakiekolwiek służby wywiadowcze.
Pierwszy prototyp statku kosmicznego był znacznie mniejszy: maksymalna średnica jego korpusu wynosiła 10 metrów i nie mógł jeszcze samodzielnie latać - wykorzystano go w testach laboratoryjnych, a później wystrzelono na orbitę konwencjonalnymi rakietami nośnymi (styczeń 1960 r.) i na Księżyc (lipiec 1961). Drugi prototyp, znacznie większy i napędzany, również odbył dwa loty testowe: wokół Wenus (luty 1962) i na księżyce Marsa (listopad 1963).
Przygotowanie do pierwszego lotu dużego pojazdu zajęło siedem lat, a jego zadanie jest znacznie bardziej złożone i ambitne niż zadania prototypowych statków. Do startu zostało już tylko kilka minut. Wszystkie budynki miejsca testów, w tym kolosalny budynek montażu pionowego, były opuszczone – wojsko i inżynierowie odpowiedzialni za start ukryli się w uziemionych bunkrach milę od wyrzutni, obserwując, co się dzieje przez ołowiowe szkło. Z głośników ukrytych głośników słychać odliczanie do startu – głos starszego oficera niesie się daleko przez pustynię.
Statek kosmiczny, stojący samotnie na platformie startowej, spoczywa na masywnej płycie - amortyzatorze, którego zadaniem jest pochłanianie niewyobrażalnych obciążeń uderzeniowych wysokich ciśnień, temperatur i ekspozycji na promieniowanie, które nieuchronnie wystąpią za statkiem po eksplozji małej bomby plutonowej. Faktem jest, że ten niesamowity samolot napędzany jest siłą odrzutu eksplozji atomowych powstających w pewnej odległości od niego. Ten typ napędu nazywany jest napędem wybuchowym z impulsem nuklearnym i po raz pierwszy został zastosowany w statku kosmicznym. Jest znacznie wydajniejszy od silników rakietowych na paliwo ciekłe, ale też znacznie droższy, bo paliwo dostarczają tu miniaturowe bomby, z których każda ma moc całego pociągu załadowanego po brzegi potężnymi materiałami wybuchowymi.
„Sześć… pięć… cztery…” – starszy oficer odnotowuje ostatnie sekundy – „trzy… dwa… jeden… zero… Start!”
Potworna eksplozja wstrząsa spaloną pustynną ziemią. Wielu obserwatorów z napięciem wpatruje się w ekrany telewizorów.
Najjaśniejszy przebłysk, potem chmury pyłu, ale biała wieża statku pozostaje na swoim miejscu. Amortyzatory działają powoli i nie przekazały jeszcze całej energii impulsu na statek. Sekundę później – nowy błysk, nowa eksplozja. Sekundę później – znowu. Statek zaczyna wznosić się w niebo ponad chmurami pyłu, a w bunkrze obserwacyjnym słychać brawa.
Pod kanonadą następujących po sobie eksplozji statek wznosi się coraz wyżej, aż znika w czystym, błękitnym niebie Nevady. Odbicia błysków atomowych są jeszcze widoczne przez jakiś czas. Po kilku minutach niebo było już zupełnie puste – po przejściu statku pozostał jedynie surrealistyczny naszyjnik z szarych chmur.
Statek kosmiczny z nuklearnym silnikiem impulsowym „Orion-1” wleciał w przestrzeń międzyplanetarną…
Opis wystrzelenia statku kosmicznego Orion-1 wydaje się być zaczerpnięty z powieści science fiction. Takiego startu nie przeprowadzono, ale równie dobrze mogło to nastąpić i to dokładnie we wskazanym czasie: jesienią 1970 roku.
Zgodnie z zasadą działania Oriona wyglądało to następująco: ze statku kosmicznego w kierunku przeciwnym do lotu zostaje wyrzucony niewielki ładunek nuklearny, który następnie zostaje zdetonowany. Część produktów rozszczepienia lecąca w stronę statku uderza w płytę oporową, uderzając w nią (patrz rys. 1). Wstrząs jest kompensowany przez amortyzatory. Dodatkowy ciąg powstaje w wyniku ablacji (odparowania) powłoki płyty oporowej pod wpływem promieni gamma i rentgenowskich.
Pomysł Oriona został po raz pierwszy zaproponowany przez Stanisława Ulama i Corneliusa Everetta w Los Alamos w 1955 roku. Ich koncepcja była następująca: eksplozje bomb wodorowych wyrzuconych ze statku powodowały odparowanie dysków wyrzuconych po bombach. Rozszerzająca się plazma pchnęła statek. Taylor, twórca amerykańskiej bomby wodorowej, rozwinął ten projekt dalej. Zimą 1957 roku Taylor pracował dla General Atomics. Freeman Dyson, który pracował w Princeton, zgodził się kontynuować z nim rozwój tego projektu.
Tak więc wielu naukowców, którzy stworzyli broń atomową dla Stanów Zjednoczonych, wzięło udział w tworzeniu projektu Orion.
Dla projektu Orion przeprowadzono nie tylko obliczenia, ale nawet testy na pełną skalę. Były to próby w locie modeli napędzanych chemicznymi materiałami wybuchowymi. Modele te nazwano „put-put” lub „hot rods”. Kilka modeli uległo zniszczeniu, ale lot na odległość 100 metrów w listopadzie 1959 r., wywołany 6 eksplozjami, zakończył się sukcesem (patrz ryc. 2) i pokazał, że lot pulsacyjny może być kontynuowany.
Urządzenie miało kształt kuli i ważyło 133 kilogramy. Za urządzeniem, w odległości 866 m za piecem, przeprowadzono eksplozje ładunków trinitrotoluenu (C4) o masie 1,04 kg każdy. każdy. W sumie, jak już wspomniano, zdetonowano 6 ładunków. Aby nadać prędkość początkową, urządzenie wystrzelono z moździerza, co wymagało 452 kg. proch strzelniczy
Przeprowadzono również testy na atolu Eniwetak w celu zbadania wytrzymałości płyty trakcyjnej. Podczas testów nuklearnych na tym atolu, w odległości 9 metrów od epicentrum eksplozji umieszczono stalowe kule pokryte grafitem. Kule znaleziono nienaruszone po eksplozji, a cienka warstwa grafitu odparowała (ablowała) z ich powierzchni. Być może tę samą ochronę termiczną zapewniono dla płyty trakcyjnej. Eksperymenty wykazały, że płyta będzie wystawiona na działanie temperatur krytycznych tylko przez około jedną milisekundę podczas każdej eksplozji, a ablacja będzie zachodzić tylko w cienkiej warstwie powierzchniowej płyty. Czas trwania wysokich temperatur jest tak krótki, że do płyty przechodzi bardzo mało ciepła; aktywne chłodzenie byłoby niepotrzebne.
Być może zasadniczą nowością w projekcie Orion było stworzenie płyty trakcyjnej, która miała wytrzymać setki wybuchów atomowych. Niemniej jednak problem ten jest zasadniczo możliwy do rozwiązania, jak wykazały eksperymenty opisane powyżej. Podano następującą analogię: temperatura spalania benzyny w silniku jest wyższa niż temperatura topnienia cylindra i tłoka, ale one się nie topią, ponieważ sam cykl wybuchu jest bardzo krótki, a elementy silnika nie mają czasu na ogrzanie wstać i roztopić się.
W lipcu 1958 roku ARPA zaczęła przeznaczać pieniądze na rozwój projektu Orion w wysokości 1 miliona dolarów rocznie. To zlecenie badawcze oznaczono jako Zamówienie 6, Zadanie 3 i nazwano „Badania pojazdów napędzanych eksplozją nuklearną”.
Taylor i Dyson wierzyli, że rakiety von Brauna napędzane chemicznie nie mają przyszłości. W tamtych czasach i nawet teraz rakiety na paliwo chemiczne są bardzo drogie, złożone, mają bardzo mały ładunek, a także nie są w stanie zapewnić statkom kosmicznym dużych prędkości podczas lotów w Układzie Słonecznym.
Stopniowo jednak Orion zaczyna tracić grunt pod nogami. Początkowo Siły Powietrzne zdały sobie sprawę, że Orion nie jest obiecującą bronią kosmiczną, ponieważ rakiety balistyczne Atlas i Titan były w pełni zdolne do wykonania swojego zadania, podczas gdy Orion jako środek przenoszenia bomb nuklearnych był nieskuteczny i kosztowny. Z drugiej strony w 1959 roku NASA zdecydowała, że statki kosmiczne przez następną dekadę nie będą wyposażane w silniki nuklearne.
Sekretarz Obrony Robert McNamara również uważał, że Orion nie może być bronią skuteczną i wszelkie próby rozpoczęcia prac nad projektem przez Taylora i Dysona zostały odrzucone. Naukowcy nie tracili jednak nadziei. W tym czasie wyścig księżycowy dopiero się rozpoczął, a jego możliwym rezultatem mógł być lot na Marsa. Taylor i Dyson zwrócili się do NASA z prośbą o wsparcie tego projektu. Von Braun, dowiedziawszy się o tym projekcie, stał się jego gorącym zwolennikiem, ale nie mógł w żaden sposób pomóc.
Stopniowo stawało się jasne, że społeczeństwo będzie przeciwne eksplozji w atmosferze setek bomb atomowych, nawet małych. W rezultacie zdecydowano się wystrzelić Oriona nie z ziemi, ale w przestrzeń kosmiczną, gdzie został wyniesiony przez jedną lub dwie rakiety Saturn 5. Ponieważ maksymalna średnica Saturna 5 wynosiła 10 metrów, średnica płyty oporowej również została ograniczona do dziesięciu metrów, w wyniku czego impuls właściwy został nieznacznie zmniejszony.
Aby uzyskać choć częściowe wsparcie, projekt został częściowo odtajniony w 1964 r., ale być może było już za późno: w 1963 r. USA, ZSRR i Wielka Brytania podpisały porozumienie zakazujące wybuchów jądrowych w trzech środowiskach: kosmicznym, atmosferycznym i na ziemi. W rezultacie Orion w jakiejkolwiek formie został zakazany.
Konstrukcja statku projektu Orion
Rysunek 3 przedstawia konstrukcję typowego Oriona. Według Oriona składał się z następujących modułów: modułu napędowego, magazynków paliwa i sekcji ładunkowej. Nazwy te można przetłumaczyć następująco: jednostka napędowa, zbiorniki paliwa, przedział ładunkowy. Jednostka napędowa składała się z płyty trakcyjnej, amortyzatorów i części głównej zawierającej około 900 ładunków jądrowych oraz zbiorników toroidalnych zawierających olej naftowy do natryskiwania na płytę trakcyjną (miało to na celu jej ochłodzenie, a także wytworzenie dodatkowego ciągu). Zbiorniki paliwa zawierały 92 dodatkowe ładunki jądrowe o połowie mocy, przeznaczone do uruchamiania i zatrzymywania silnika. I wreszcie przedział ładunkowy był jednocześnie kabiną astronauty.
Przyjrzyjmy się bliżej tym modułom. Konstrukcję modułu napędowego przedstawiono na rysunku 4. Ładunki zgromadzone w module podawane były do pistoletu pneumatycznego, z którego były wystrzeliwane z częstotliwością 1 Hz. Aby umożliwić im przejście przez płytę trakcyjną, wykonano w niej cylindryczny otwór. Pistolet został wyposażony w końcówkę chroniącą go przed plazmą powstającą podczas eksplozji. Układ amortyzatorów składał się z dwóch etapów. W pierwszej kolejności obciążenie przejmowały pneumatyczne sekcje w płycie trakcyjnej, a następnie system amortyzatorów teleskopowych, ściskanych pod wpływem eksplozji.
Ryż. 3 Urządzenie Oriona. Zaczerpnięto z raportu General Dynamics „Badanie pojazdu kosmicznego z impulsem jądrowym”
Ryż. 4 Projekt modułu napędowego Orion Zaczerpnięto z raportu General Dynamics „Badanie pojazdu kosmicznego z impulsem nuklearnym”
Ciekawy jest projekt ładunku jądrowego stworzonego dla Oriona. Jego budowę pokazano na rysunku 5. Podstawą była bomba atomowa o mocy 0,1 kt ekwiwalentu trotylu. Miał używać plutonu jako substancji rozszczepialnej. Podczas eksplozji fragmenty rozszczepienia, a także plazma powstająca podczas odparowywania powłoki bomby rozpraszają się we wszystkich kierunkach, dlatego aby pełniej wykorzystać energię wybuchu, „korek” wolframu, który pochłania promieniowanie gamma, oraz berylu tlenek pochłaniający neutrony został zainstalowany przed ładunkiem. W wyniku eksplozji powstały dwa osobliwe strumienie, składające się z jąder wolframu, tlenu i berylu, przyspieszone do dużych prędkości. Zgodnie z prawem zachowania pędu leciały w diametralnie przeciwnych kierunkach. Ukierunkowanie ładunku wybrano tak, aby jeden z tych strumieni uderzał w płytę oporową.
Ryż. 5 Urządzenie ładujące Orion. Zaczerpnięto z raportu General Dynamics „Badanie pojazdu kosmicznego z impulsem jądrowym”
Masy wolframu i tlenku berylu mają stosunek 4:1, a masa takiego ładunku dla modyfikacji Oriona z 10-metrową płytą trakcyjną wynosiła 141 kg. przy Iud=1850 sek. (w innych źródłach - 2500 sekund). Dla płyty o długości 20 m moduł impulsowy waży 450 kg z tymi samymi 2 kg plutonu, Ui=3150 sek. Cena 120 USD/kg wagi modułu. Zamiast berylu można było także zastosować ołów, a zamiast tlenku wolframu polietylen.
Na ryc. Rysunek 6 przedstawia budowę modułu sterującego i modułu mieszkalnego. Jak widać na rysunku, przedział mieszkalny składał się z pomieszczenia nawigacyjnego, sterowni, pomieszczeń sypialnych i systemów wyrzutowych (statek ten miał zostać zwodowany wraz z załogą). Do modułu sterującego można było dojść z boków dwoma szczelnymi przejściami prowadzącymi do modułu mieszkalnego.
Moduł mieszkalny obejmował pomieszczenia rekreacyjno-mieszkalne, laboratoria oraz śluzę. Z modułu sterującego do modułu mieszkalnego prowadziły dwie szczelne śluzy powietrzne. Nie można było przejść przez dolną część modułu dowodzenia, ponieważ spód modułu dowodzenia był przykryty ramą z silnikami odzyskiwania rakiet na paliwo stałe.
Przewidywano także, że statek będzie wyposażony w moduł lądowania umożliwiający powrót na Ziemię oraz „kosmiczną taksówkę” przeznaczoną do samodzielnych lotów w przestrzeń kosmiczną (patrz ryc. 7).
Ryc.7
Modyfikacje projektu Orion
Fizyk Freeman Dyson zdefiniował początkowe cele, a także terminy ich realizacji w następujący sposób: „na Marsa - w 1965 r., na Saturna - w 1970 r.!” A my rozmawialiśmy o misjach załogowych! Zakres, z jakim zajęli się najwięksi fizycy jądrowi, jest niesamowity. W tej chwili NASA i Roscosmos planują wyprawy na Marsa i to dopiero w 2030 roku, czyli 65 lat później niż zaproponowano w projekcie Orion!
Co więcej, sukcesy astronautyki w tym czasie były więcej niż skromne: pojedyncze loty w kosmos, lot Voskhod-1 z trzyosobową załogą, spacer kosmiczny Leonowa na Voskhod-2 i rozpoczęcie operacji Gemini. Sukcesy roku 1970 były bardziej znaczące: lądowanie na Księżycu, próbne dokowanie, spotkanie i wzajemne manewrowanie statków w kosmosie. Jednak wszystkie te sukcesy nie są współmierne z celami projektu Orion. Dlaczego fizycy mogli mieć nadzieję na przeprowadzenie tak bezprecedensowych wypraw? Faktem jest, że czas lotu statku do celu zależy od takich parametrów, jak impuls właściwy (równy stosunkowi przyrostu prędkości do zużycia paliwa) i ciąg silnika. W rzeczywistości impuls właściwy pomnożony przez przyspieszenie ziemskie pokazuje prędkość, z jaką wypływa paliwo. Te cechy wzajemnie się wykluczają: wytworzenie wysokiego impulsu właściwego wymaga energii do przyspieszenia cząstek do dużej prędkości, a wytworzenie dużego ciągu wymaga energii do przyspieszenia dużej liczby cząstek. Oznacza to, że musisz wybrać: albo wiele cząstek przyspieszonych do małej prędkości, albo kilka cząstek, ale przyspieszonych do dużej prędkości.
Więc oto jest. Jeśli we współczesnych projektach lotów na Marsa ma się stosować nuklearne silniki cieplne o impulsie właściwym 900 sekund lub elektryczne silniki odrzutowe o impulsie właściwym 3000 sekund (czasami do 10 000 sekund), to Orion o średnicy tarczy oporowej 10 metrów ma specyficzny impuls 1850, a w modyfikacji z 20-metrową płytą jest to już 3500 sekund! Ponadto ciąg silników jest proporcjonalny do masy urządzenia. Dlatego wyprawa na Marsa i z powrotem z lądowaniem na jego powierzchni mogła trwać nie 1-3 lata, jak we współczesnych projektach, ale tylko 125 dni!..
Przyczyny tego można łatwo wyjaśnić. Faktem jest, że energia atomu jest wykorzystywana bezpośrednio w Orionie, bez żadnych przekształceń. W innych urządzeniach konieczne jest ograniczenie energii, aby wytworzone ciepło nie stopiło silnika.
Początkowo Orion miał zostać wystrzelony z Ziemi, z poligonu nuklearnego Jackess Flats (nawiasem mówiąc, na tym poligonie testowano reaktory silnika Nerva, a także silnik projektu Pluto) , z siedzibą w Nevadzie. Urządzenie musiało mieć kształt kuli, aby pokonać ziemską atmosferę. Wysokość „Oriona” miała odpowiadać wysokości 16-piętrowego budynku, a średnica płyty miała wynosić 40 metrów. Statek został zainstalowany na 8 wieżach startowych o wysokości 75 metrów, aby nie zostać uszkodzonym przez eksplozję nuklearną na powierzchni. Planowano, że masa startowa wyniesie 10 000 ton. Po odpaleniu co sekundę powinna powstać jedna eksplozja o mocy 0,1 kt (dla porównania: moc bomb zrzuconych na Hiroszimę i Nagasaki wynosiła 20 kt, czyli 200 razy większa). Po opuszczeniu atmosfery jedna 20 kilotonowa bomba miała eksplodować co dziesięć sekund.
Taki statek mógłby dostarczyć na orbitę tysiące ton ładunku i setki ludzi. Co więcej, można było latać wygodnie, a nie ściskać ciasnych ścian kabin, jak na pierwszych statkach „Wostok” i „Merkury”. Oczywiście wylądowanie takiego statku na innej planecie byłoby bardzo trudne, ale do lądowania można było użyć specjalnego statku.
Pomimo fantastycznego charakteru programu Dyson oszacował, że w ciągu dwunastu lat będzie on kosztował 100 milionów dolarów rocznie. Ale nawet gdyby te wyliczenia okazały się 20-krotnie zaniżone, koszt programu i tak wyniósłby około 20 miliardów dolarów, czyli koszt programu Apollo. Wynik naukowy byłby znacznie wyższy: zamiast lotu na Księżyc – wystrzelenie na orbitę tysięcy ton ładunku, loty na Marsa i Saturna, dostarczenie na Księżyc setek ton ładunku.
Następnie, jak już wspomniano, zdecydowano się wystrzelić Oriona za pomocą jednej lub dwóch rakiet Saturn 5, aby wyeliminować skażenie atmosfery odpadami radioaktywnymi. Rysunek 8 przedstawia wystrzelenie Oriona przez rakietę S-1C w pełnej konfiguracji (statek zostaje wystrzelony w całości, na orbicie nie następuje żadne dokowanie).
Ryż. 8 Zaczerpnięte z raportu General Dynamics „Badanie pojazdu kosmicznego z impulsem nuklearnym”
Wyprawa na Czerwoną Planetę miała przebiegać następująco. Statek kosmiczny Orion jest złożony na orbicie z dwóch części dostarczonych przez Saturna 5. Po złożeniu wystrzeliwuje z orbity okołoziemskiej i leci na Marsa. Następnie następuje wejście na orbitę sztucznego satelity Marsa. Urządzenie do lądowania o wysokiej jakości aerodynamicznej jest oddzielone od statku i dokonuje kontrolowanego wejścia do atmosfery. Lądowanie odbywa się za pomocą silników rakietowych. Załoga prowadzi badania, a następnie startuje w fazie rakietowej.
Orion mógłby również służyć do przenoszenia broni nuklearnej. Przy masie startowej wynoszącej 20 000 ton Orion mógłby dostarczyć głowicę bojową o masie 10 000 ton na inny kontynent. Masa głowic współczesnych ICBM wynosi około pół tony, a mimo to moc ich eksplozji wynosi około 500 kt, czyli 25 razy więcej niż moc eksplozji w Hiroszimie. Siła eksplozji głowicy Orion wyniosłaby 50-60 Ggt, czyli tysiąc razy więcej niż moc najpotężniejszej dotychczas bomby Chruszczowa (nazwał ją „Matką Kuzkiny”). Nie jest jasne, do czego mogła zostać użyta ta bomba, jeśli nie do samobójstwa: moc takiej głowicy przekraczała moc niezbędną do wybuchu zimy nuklearnej, a tak potężna koncentracja energii mogła wywołać falę uderzeniową, która mogłaby spowodować poważne zniszczenia na terytorium samych Stanów Zjednoczonych.
Istniał również wariant Oriona przeznaczony do bombardowania Ziemi z kosmosu głowicami atomowymi. Średnica płyty trakcyjnej w tym projekcie miała wynosić 12 metrów. Sam statek miał zostać wystrzelony za pomocą akceleratorów na paliwo stałe o średnicy 4 metrów na wysokość bezpieczną z punktu widzenia włączenia nuklearnego silnika impulsowego. Następnie statek za pomocą silnika nuklearnego wzniósł się na orbitę na wysokości 185 tys. Km, czekając na rozkaz ataku. Po otrzymaniu takiego rozkazu statek, posiadający znaczną prędkość charakterystyczną (około 12 km/s), poleciał w stronę Ziemi po trajektorii hiperbolicznej.
Rycina 9 przedstawia dla porównania marsjańskiego i jowiszowego „Oriona”. Jowisz jest znacznie dalej od Słońca niż Mars, więc cały lot musiał trwać 910 dni.
Obecny stan projektu Orion
W tej chwili projekt Orion jest zamknięty i nie tylko nie jest rozwijany, ale nie jest uważany za pojazd kosmiczny. Pod koniec lat 60. wielu wybitnych naukowców, w szczególności Kraft Erice, uważało, że to rakiety z impulsem nuklearnym (a także statki z silnikami termojądrowymi) powinny zapewnić podbój Układu Słonecznego. Oto kilka cytatów z tej książki:
„W pierwotnej wersji impulsowego silnika jądrowego zastosowano wspomniane wcześniej ładunki jądrowe i założono, że będzie on pracował na niskich orbitach okołoziemskich oraz w strefie pasów radiacyjnych ze względu na niebezpieczeństwo radioaktywnego skażenia atmosfery produkty rozpadu wydzielające się podczas eksplozji. Następnie zwiększono ciąg właściwy impulsowych silników jądrowych do 10 000 s, a potencjalne możliwości tych silników pozwoliły w przyszłości podwoić tę wartość. Pulsowy układ napędu jądrowego można było już opracować w latach 70., aby przeprowadzić pierwszy załogowy lot kosmiczny na planety na początku lat 80. Jednak rozwój Projekt ten nie został zrealizowany w pełni ze względu na zatwierdzenie programu budowy elektrowni jądrowej na fazę stałą Ponadto rozwój pulsacyjnego silnika o napędzie jądrowym wiązał się z problemem politycznym, gdyż wykorzystywał on ładunki nuklearne. Traktat o zakazie prób z bronią jądrową bezdyskusyjnie żądał „zaprzestania na zawsze wszelkich testów z bronią jądrową”, w tym spowodowanie wszystkich wybuchów jądrowych, z wyjątkiem testów podziemnych. W tej formie traktat praktycznie zabraniał opracowywania, testowania i eksploatacji rakiet z impulsowymi silnikami jądrowymi. Traktat nie wyłączał jednak możliwości wprowadzenia poprawek i w swej istocie nie przewidywał oczywiście zakazu opracowywania obiecujących kosmicznych systemów napędowych i rozwiązań problemów związanych z eksploracją kosmosu. Ostatecznie zainteresowane strony wprowadziły odpowiednie poprawki, aby umożliwić rozwój pulsacyjnych systemów napędu jądrowego.”
„Porównanie pulsacyjnego silnika o napędzie jądrowym i termojądrowego silnika napędowego pokazuje, że z punktu widzenia kosztów (ale bez uwzględnienia kosztów początkowych) i wydajności termojądrowy silnik odrzutowy ma przewagę nad pulsacyjnym silnikiem jądrowym; jednakże , z punktu widzenia mocy i przedziału rozwiniętego przyspieszenia trakcyjnego, impulsowy silnik jądrowy jest bardziej efektywny.Ponadto statek wyposażony w impulsowy silnik jądrowy może nie tylko lądować na planecie lub startować z niej (jeśli ciąg jest wystarczający do pokonania sił grawitacyjnych), ale jest też w stanie aktywnie latać w dowolnej atmosferze, a także w przestrzeni kosmicznej. Rzeczywiście, impulsowy silnik jądrowy jest jedynym typem silnika rakietowego, który może. Atmosfera działa lepiej niż w kosmosie, ponieważ jako płyn roboczy wykorzystuje gazy atmosferyczne.Dzięki temu pulsacyjny silnik o napędzie jądrowym bardziej nadaje się do lotów w skrajnie niesprzyjających warunkach środowiskowych, gdy jednocześnie wymagany jest większy poziom ciągu.Poniżej przykłady takich lotów.
Lądowanie na powierzchni Wenus. Wejście (lub przelot) do głów komet.
Wejście w atmosferę planet-olbrzymów (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun).
Penetracja do obszarów o niekorzystnych warunkach środowiskowych, takich jak pasy asteroid i prawdopodobnie „brudne i zakurzone” obszary w pobliżu głównych planet”.
„W międzyczasie (1990-1993 – ok.) statki z pulsacyjnymi silnikami jądrowymi wykonały liczne loty badawcze. Były to między innymi przeloty przez głowę komety Encke, loty badawcze do Jowisza (ryc. 39), w tym założenie bazy badawczej na Kallisto oraz lot próbny w górnych warstwach atmosfery planety – wyczyn, który był możliwy jedynie dzięki zastosowaniu pulsacyjnego układu napędu jądrowego.”
Jak widzimy, prognozy te się nie sprawdziły. Jednak Erice nie można zarzucić krótkowzroczności. Faktem jest, że od końca lat 60. i początku 70. postęp w astronautyce (i we wszystkich technologiach) znacznie spowolnił, zarówno z powodu osłabienia zimnej wojny, jak i z powodu utraty zainteresowania nauką w ogóle.
Obecnie NASA przyjęła program Constellation, w wyniku którego w 2030 roku człowiek przy pomocy statku kosmicznego Orion powinien wylądować na Marsie. Ale to nie jest ten sam „Orion”, którego zasadę działania opracowała grupa fizyków w połowie lat 50. Statek ten jest bezpośrednim następcą Apollo i Shuttle, łącząc ich zalety (i kto wie, wady?), nie jest przeznaczony do stosowania nuklearnych silników impulsowych.
Wniosek
Nie zbudowano statku kosmicznego projektu Orion ani statku międzyplanetarnego. Jest tego kilka powodów. Oczywiście projekt został uderzony przez traktat z 1963 roku zakazujący wybuchów jądrowych w kosmosie. Rozpoczęcie wyścigu księżycowego w 1961 r. odebrało wszystkie zasoby wielu programom kosmicznym niezwiązanym z lotami na Księżyc. Ale być może głównym powodem był brak popytu na taki statek o takich cechach. Nawet w tej chwili planowane załogowe wyprawy na Księżyc i Marsa są znacznie gorsze pod względem właściwości, które mógłby zapewnić statek kosmiczny Orion.
Ten brak popytu można wytłumaczyć tylko jednym: czas Oriona jeszcze nie nadszedł. W przyszłości, gdy ludzkość będzie gotowa na rozwój przemysłowy i zasiedlenie Układu Słonecznego, Orion może stać się środkiem, który otworzy ludzkości drogę do gwiazd.
Co się stanie, jeśli umieścisz przedmiot na ładunku wybuchowym? Codzienna logika podpowiada, że albo zostanie zniszczony przez eksplozję, albo (jeśli jest wystarczająco silny) zostanie wyrzucony na pewną odległość. A co jeśli zamiast materiałów wybuchowych mamy bombę nuklearną, a zamiast przedmiotu mamy statek kosmiczny? Wtedy otrzymamy projekt statku kosmicznego Orion, który opracowali w latach 50-tych naukowcy z Laboratorium Los Alamos...
Zanim opiszemy istotę koncepcji, warto wybrać się na krótką wycieczkę historyczną do połowy XX wieku. Do końca lat pięćdziesiątych w USA nie było jednej organizacji, która zajmowałaby się kwestiami programu kosmicznego. Zamiast tego istniało wiele konkurujących ze sobą organizacji podlegających różnym ministerstwom i departamentom. Ale wystrzelenie przez ZSRR pierwszego Sputnika (co okazało się szokiem dla wielu zwykłych ludzi – wymowny cytat z pracy Stephena Kinga możliwe) i kilka głośnych niepowodzeń programu Vanguard zmusiły prezydenta Eisenhowera do podjęcia decyzji o utworzeniu krajowej organizacji, w ramach której skoncentrowane zostaną wszystkie zasoby przeznaczone na wyścig kosmiczny. Organizacja ta stała się znaną NASA, która otrzymała do swojej dyspozycji wszystkie rozwijane do tego czasu obiecujące projekty kosmiczne.
Jednym z nich był statek kosmiczny Orion. Jego istota była następująca: statek był wyposażony w potężną płytę zainstalowaną za rufą. Bomby nuklearne małej mocy (od 0,01 do 0,35 kiloton) miały być równomiernie wyrzucane w kierunku przeciwnym do lotu statku i detonowane na stosunkowo niewielką odległość (do 100 m). Płyta odblaskowa odbierała impuls i przekazywała go na statek poprzez system amortyzatorów (lub bez nich, w przypadku wersji bezzałogowych). Przed uszkodzeniami spowodowanymi błyskiem światła, strumieniami promieni gamma i plazmą o wysokiej temperaturze, płyta odblaskowa musiała być chroniona powłoką grafitowego smaru, która była ponownie natryskiwana po każdej detonacji.
Schemat ideowy statku
Zbyt szalone, aby było wykonalne? Nie spiesz się z wnioskami. Faktem jest, że koncepcja „samolotu wybuchowego” miała rozsądne ziarno. Rakiety chemiczne, które do dziś są jedynym sposobem dostarczania ładunków w przestrzeń kosmiczną, charakteryzują się zabójczo niską wydajnością. Wynika to z faktu, że mają one prędkość masową wylotu strumienia wynoszącą około 3-4 km/s, co oznacza, że w konstrukcji statku konieczne jest uwzględnienie n etapów, jeśli ma on zostać rozpędzony do prędkości 3n km/s. Prowadzi to do tego, że aby np. dostarczyć na powierzchnię Księżyc moduł zniżający z ważącymi dwie tony astronautami, trzeba zbudować trójstopniową rakietę o wysokości 110 m i spalić ponad 2600 ton paliwa. Detonacja ładunku jądrowego, w zależności od jego mocy, może dać specyficzny impuls od 100 do 30 000 km/s, co pozwala na stworzenie statku, którego osiągi radykalnie przewyższą wszystkie urządzenia, jakie kiedykolwiek stworzono.
W ramach projektu przeprowadzono testy makiety. W szczególności eksperyment z ładunkami konwencjonalnymi i 100-kilogramowym modelem statku pokazał, że taki lot może być stabilny. Ponadto podczas testów nuklearnych na atolu Enewetak w odległości 9 metrów od epicentrum eksplozji umieszczono stalowe kule pokryte grafitem. Po eksplozji stwierdzono, że są nienaruszone: z ich powierzchni odparowała cienka warstwa grafitu, co dowodziło, że zaproponowany schemat zastosowania smaru grafitowego do ochrony płyty jest w zasadzie możliwy.
Ponadto w sierpniu 1957 r. przeprowadzono swego rodzaju „eksperyment”. Podczas podziemnych testów nuklearnych we wspaniałym stanie Nevada, 900-kilogramowa stalowa płyta pokrywająca szyb, na dnie którego zdetonowano ładunek nuklearny, została dosłownie wyrzucona przez falę uderzeniową do atmosfery z prędkością około 66 km/s ( mierzone przez kamery monitoringu). Opinie na temat przyszłych losów płyty są podzielone – część entuzjastów uważa, że stała się ona pierwszym obiektem stworzonym przez człowieka, który poleciał w kosmos, bardziej realistyczny pogląd jest taki, że po prostu spłonęła w atmosferze. W każdym razie jest całkowicie jasne, że energia wybuchu nuklearnego umożliwiła osiągnięcie prędkości nieporównywalnych z konwencjonalnymi rakietami.
Jednym z uczestników grupy roboczej mającej na celu opracowanie programu był znany naukowiec Freemana Dysona, który uważał, że użycie rakiet chemicznych jest po prostu nieuzasadnione i zbyt kosztowne – w szczególności porównał je ze sterowcami z lat 30., natomiast statek Orion z nowoczesnym Boeingiem. Mottem jego grupy roboczej było „Mars do 1965 r., Saturn do 1970 r.”, a hasło to nie było tak pewne siebie, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.
Freemana Dysona
W szczególności najprostsza wersja Oriona miałaby masę startową 880 ton i mogłaby dostarczyć na orbitę 300 ton ładunku po cenie 150 dolarów za kilogram oraz 170 ton ładunku na Księżyc (porównaj z możliwościami i ceną Saturna 5 ). Modyfikacja do lotów międzyplanetarnych miałaby masę startową 4000 ton przy użyciu bomb 0,14 kiloton i mogłaby przewozić na Marsa 800 ton ładunku i 60 pasażerów. Jak wykazały obliczenia, lot na Saturna z powrotem na Ziemię trwałby zaledwie 3 lata.
Może pojawić się rozsądne pytanie: w jaki sposób taki kolos miałby zostać wystrzelony z Ziemi? Początkowo Orion miał zostać wystrzelony z poligonu nuklearnego Jackass Flats w tym samym chwalebnym stanie Nevada. Statek w kształcie kuli miałby zostać zamontowany na 8 wieżach startowych o wysokości 75 metrów, aby uniknąć uszkodzeń w wyniku eksplozji nuklearnej na powierzchni. W momencie startu co sekundę miała nastąpić jedna eksplozja o mocy 0,1 kt. Po wejściu na orbitę kaliber ładunków wzrósł.
Warto jednak zaznaczyć, że twórcy Oriona nie ograniczali się do lotów międzyplanetarnych. Freeman Dyson zaproponował kilka projektów eksplozji, które można wykorzystać w lotach międzygwiezdnych.
Obliczenia Dysona wykazały, że użycie megatonowych bomb wodorowych przyspieszyłoby statek o masie 400 000 ton do 3,3% prędkości światła. Z całkowitej masy statku 50 000 ton zostanie przeznaczone na ładunek - reszta na 300 000 ładunków nuklearnych niezbędnych do lotu i smaru grafitowego ( Carla Sagana Przy okazji zasugerował, że taki statek byłby doskonałym sposobem na pozbycie się światowych zapasów broni nuklearnej). Lot do Alpha Centauri trwałby 130 lat. Współczesne obliczenia wykazały, że właściwa konstrukcja statku i ładunków umożliwiłaby osiągnięcie około 8% -10% prędkości światła, co umożliwiłoby mu dotarcie do najbliższej gwiazdy za 40-45 lat. Koszt takiego projektu w połowie lat 60. szacowano na 10% ówczesnego PKB USA (około 2,5 biliona dolarów w przeliczeniu na nasze ceny).
Oczywiście projekt miał szereg problemów, które trzeba było jakoś rozwiązać. Pierwszym i najbardziej oczywistym jest radioaktywne skażenie Ziemi w momencie startu. Aby wysłać 4000-tonowy statek na wyprawę międzyplanetarną, należało zdetonować 800 bomb. Według najbardziej pesymistycznych szacunków spowodowałoby to zanieczyszczenie porównywalne z detonacją 10-megatonowej bomby atomowej. Według bardziej optymistycznych szacunków zastosowanie wydajniejszych ładunków wytwarzających mniej promieniowania mogłoby znacząco zmniejszyć tę wartość. Nawiasem mówiąc, koszt samych bomb nie byłby tak duży - tylko 7% kosztów międzykontynentalnych rakiet balistycznych pochodzi z samych głowic. Znacznie więcej wydaje się na kadłub, systemy naprowadzania, paliwo i konserwację. Szacuje się, że koszt jednego małego ładunku nuklearnego dla Oriona wyniósłby 300 000 dolarów według współczesnych cen.
Po drugie, pozostała kwestia stworzenia niezawodnego systemu amortyzatorów, który chroniłby statek i załogę przed nadmiernymi przeciążeniami, a także chronił załogę przed promieniowaniem, a sprzęt przed impulsami elektromagnetycznymi.
Po trzecie, istniało ryzyko uszkodzenia płyty ochronnej i samego statku od gruzu i odłamków po wybuchu nuklearnym.
Po utworzeniu NASA projekt przez pewien czas otrzymywał niewielkie fundusze, ale potem został przerwany. W walce ideologicznej, która rozwinęła się w tych latach, zwolennicy Wernera von Brauna z koncepcją potężnych rakiet chemicznych. Od tego czasu pomysł użycia materiałów wybuchowych nigdy nie doczekał się poważnego wsparcia w agencji, co autorzy Oriona zawsze uważali za duży błąd.
Jednak oprócz ideologii dużą rolę odegrał fakt, że twórcy pod wieloma względami wyprzedzili swoją epokę – ani wtedy, ani teraz ludzkość nie miała pilnej potrzeby jednoczesnego wystrzeliwania na orbitę tysięcy ton ładunku. Ponadto, biorąc pod uwagę popularność ruchu ekologicznego, niezwykle trudno sobie wyobrazić, aby jakikolwiek polityk dał zielone światło dla takiego lotu nuklearnego. Formalny koniec historii projektu przypadł na rok 1963, kiedy ZSRR i USA podpisały traktat zakazujący prób nuklearnych (m.in. w powietrzu i przestrzeni kosmicznej). Próbowano umieścić w tekście specjalną klauzulę dotyczącą statków takich jak Orion, lecz ZSRR nie zgodził się na żadne wyjątki od ogólnej zasady.
Ale tak czy inaczej, tego typu statki to jak dotąd jedyny projekt statku kosmicznego, który mógłby powstać w oparciu o istniejące technologie i przynieść rezultaty naukowe w najbliższej przyszłości. Żadne inne typy silników do statków kosmicznych, które są technologicznie możliwe na tym etapie, nie zapewniają akceptowalnego czasu na uzyskanie wyników. Natomiast wszystkie pozostałe proponowane koncepcje – silnik fotonowy, statki antymateryjne klasy Valkyrie – mają dużą liczbę nierozwiązanych problemów i założeń, które sprawiają, że ich ewentualne wdrożenie jest kwestią odległej przyszłości. O tunelach czasoprzestrzennych i silnikach WARP, tak ukochanych przez pisarzy science fiction, nie ma co mówić – niezależnie od tego, jak przyjemna jest idea natychmiastowego ruchu, niestety, to wszystko nadal pozostaje czystym science fiction.
Ktoś kiedyś powiedział, że chociaż Orion (i jego ideologiczni zwolennicy) są obecnie jedynie koncepcją teoretyczną, zawsze pozostaje w rezerwie na wypadek sytuacji awaryjnej, która wymagałaby wysłania w przestrzeń kosmiczną dużego statku. Sam Dyson wierzył, że taki statek zapewni rasie ludzkiej przetrwanie w przypadku jakiejś globalnej katastrofy i przewidywał, że przy ówczesnym poziomie wzrostu gospodarczego ludzkość będzie mogła rozpocząć loty międzygwiezdne za 200 lat.
Od tego czasu minęło 50 lat i jak dotąd nie ma jednoznacznych przesłanek, aby ta prognoza się sprawdziła. Ale z drugiej strony nikt nie może być pewien, co przyniesie przyszłość – a kto wie, może z czasem, kiedy ludzkość będzie naprawdę musiała wystrzelić duże statki na orbitę, wszystkie te projekty zostaną odkurzone. Najważniejsze, że powodem tego nie będzie jakiś nagły wypadek, ale względy ekonomiczne i chęć wreszcie opuszczenia rodzicielskiej kołyski i udania się do innych gwiazd.
W momencie najbardziej uderzającej konfrontacji ZSRR i USA w „wyścigu kosmicznym”, kiedy na orbitę wystrzelono dopiero pierwsze sztuczne satelity Ziemi, amerykańscy naukowcy opracowali niezwykły projekt międzyplanetarnego statku kosmicznego zdolnego zapewnić wyprawę 60-osobową ludzi na dowolną planetę Układu Słonecznego lub na planetę najbliższą gwiazd. Projekt nosił nazwę „Orion” i w latach 60. XX wieku. miał duże szanse na realizację.
Wyjątkowość tego projektu polegała na tym, że jako urządzenie napędowe wykorzystano wybuchową rakietę z impulsem nuklearnym. Podobny pomysł został po raz pierwszy zaproponowany przez Stanislava Ulama w 1947 r., ale został on szerzej rozwinięty w 1958 r. przez inżyniera Teda Taylora z General Atomics i fizyka Freemana Dysona.
Schemat działania rakiety wyglądał następująco: w tylnej części statku kosmicznego znajdowała się ogromna płyta w kształcie „naleśnika”, która służyła za tarczę, za którą miały eksplodować ładunki jądrowe o sile około 1 kilotony. Ładunki detonowano w regularnych odstępach 200 stóp (60 metrów) od płyty.
Według obliczeń Taylora i Dysona taka „lokalna” eksplozja jądrowa zapewniłaby ogromny impuls właściwy i prędkość spalin dochodzącą do 10 000 km/s. Oczywiście przy takim przyspieszeniu załoga nie miała szans na przeżycie, dlatego twórcy zaproponowali zastosowanie specjalnych amortyzatorów o długości kilkudziesięciu metrów, które łagodziłyby uderzenie, a jednocześnie gromadziły energię. Można przypuszczać, że przyspieszenie 100 g można by zmniejszyć do całkiem akceptowalnych 2-4 g.
Projekt nie uzyskał wówczas wsparcia oficjalnej administracji USA, dlatego środki na budowę makiet przeznaczono z własnego budżetu. Oczywiste jest, że taki projekt był obarczony wieloma trudnościami technicznymi, dlatego zbudowano kilka bardzo małych modeli.
Większość tych urządzeń uległa zniszczeniu, ale w listopadzie 1959 roku jedno z nich zostało jeszcze wystrzelone na wysokość około 100 metrów, udowadniając w ten sposób praktyczną możliwość stabilnego lotu. Jednocześnie stwierdzono, że tarcza powinna być gruba w środku i ze zwężeniem na krawędziach, jak soczewka dwuwypukła. Co ciekawe, ładunki jądrowe mogły mieć różne kształty, co decydowało o kierunku wybuchu i jego sile.
Obliczenia wykazały, że eksplozja o mocy 100 kiloton umożliwiłaby przyspieszenie do 100 000 m/s, a „kula nuklearna” miałaby zaledwie 100 metrów średnicy. Detonacja silniejszego ładunku o sile 1 megatony zapewniłaby impuls o prędkości do 10 000 000 m/s (!), ale jednocześnie obszar oddziaływania zwiększyłby się do 1 kilometra. Najlepszą opcją wydawała się wówczas seria małych eksplozji, które zapewniały wyższą stałą prędkość i mniejsze zużycie tarczy.
Ostatni problem był nie mniej pilny, ponieważ tarcza musiała wytrzymać ponad 800 eksplozji ładunków nuklearnych w bezpośrednim sąsiedztwie, wytrzymać falę uderzeniową, temperatury kilku tysięcy Kelwinów i nie zapaść się. Rozwiązaniem okazało się stworzenie specjalnego urządzenia, które natryskiwałoby smar grafitowy na powierzchnię płytki. Eksperymenty przeprowadzone na poligonie w Nevadzie wykazały, że aluminium i stal są w stanie wytrzymać krótkotrwałe nagrzewanie do bardzo wysokich temperatur.
Do swoich eksperymentów Taylor i Dyson potrzebowali szerszego wsparcia finansowego i w kwietniu 1958 roku zwrócili się o pomoc do Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych. W lipcu uzyskano zgodę na finansowanie budżetem 1 miliona dolarów, a sam projekt otrzymał oficjalną nazwę Zamówienie nr 6 i temat „Badanie nuklearnych silników impulsowych dla statków kosmicznych”.
Wkrótce planowano zbudować prototyp międzyplanetarnego statku kosmicznego i miejsce jego startu, które wybrano na poligonie Jackess-Flzhts w Nevadzie. Ogrom ogromnego kompleksu podkreślało osiem wież o wysokości 76 metrów.
Według projektu masa eksperymentalnego statku miałaby wynosić 4000 ton, a statek międzyplanetarny miał mieć masę około 10 000 ton, z czego większość stanowiłaby ładunek. Załoga statku liczyła 150 osób.
Wystrzelenie z kompleksu naziemnego przeprowadzono w pozycji pionowej, aby zminimalizować obszar skażenia radioaktywnego, w tym celu ładunki jądrowe o sile 0,15 kiloton musiały być detonowane w odstępach 1 sekundy. W sumie potrzebnych byłoby co najmniej 40 eksplozji początkowych. Następnie, wraz ze wzrostem wysokości lotu, częstotliwość eksplozji mogłaby zostać zmniejszona. Po wejściu na orbitę możliwe było wykonanie lotu międzyplanetarnego.
Plany Amerykanów były dalekosiężne. W latach 1958-1959. Opracowano trzy główne projekty:
- „Satelita Orion” – średnica kadłuba 17-20 metrów, masa 300 ton, na pokładzie umieszczono 540 ładunków nuklearnych o masie 220 kg.
- „Średniotonowy Orion” – średnica kadłuba 40 metrów, masa 1000-2000 ton, na pokładzie umieszczono 1080 ładunków nuklearnych o masie 370-750 kg.
- „Super Orion” – średnica kadłuba 400 metrów, masa 8 000 000 ton, na pokładzie umieszczono 1080 ładunków nuklearnych o wadze 3 ton każdy.
Ostatnim projektem było „miasto kosmiczne”, które miało wykonywać międzygwiezdne loty na duże odległości.
Freeman Dyson wspominał później:
„Naszym mottem było: Mars do 1965 r., Saturn do 1970 r.”
Tylko jedno pozostało niejasne – w jaki sposób załoga mogła wylądować na powierzchni planet? Taylor wierzył jednak, że podczas projektowania Oriona możliwe będzie stworzenie niezawodnego samolotu rakietowego kosmos-ziemia wielokrotnego użytku.
W sumie projekt był projektowany na 12 lat, a jego łączne finansowanie wyniosło 24 miliardy dolarów, ale już w 1959 roku wstrzymano wsparcie rządowe dla Oriona.
Powód takiego kroku ze strony Advanced Development Authority jest dość jasny – zbyt wiele problemów przysporzyły innowacje Taylora i Dysona. Większość pytań dotyczyła tarczy i urządzeń amortyzujących. Nie było jasne, w jaki sposób powłoka grafitowa zostanie równomiernie natryskiwana w przestrzeni kosmicznej i jak liczne eksplozje nuklearne wpłyną na załogę.
Dodatkowo obawę budziła wytrzymałość tarczy, gdyż podczas eksplozji odrywały się od niej drobne kawałki, które ze względu na swoją prędkość stwarzały zagrożenie zarówno dla samego statku kosmicznego (przede wszystkim dla amortyzatorów), jak i dla innych statków. Jednak głównym problemem były opady atmosferyczne po wystrzeleniu statku kosmicznego na silniku wybuchowym nuklearnym.
W każdym razie obszar skażenia okazał się zbyt duży, co skłoniło Dysona do zaproponowania Antarktydy jako lokalizacji wyrzutni. Ta opcja, podobnie jak propozycja przeprowadzenia głównej serii eksplozji nad magnetosferą Ziemi, również nie odpowiadała rządowi. Rozsądnym wyjściem z tej sytuacji było opracowanie specjalnego materiału wybuchowego, który byłby tak silny jak ładunek nuklearny, ale ani wtedy, ani teraz nie było możliwości jego wytworzenia. Jak mówią, „ostatnim gwoździem” było amerykańsko-sowieckie porozumienie zakazujące testowania broni atomowej w kosmosie, co ostatecznie położyło kres historii projektu Orion.
Jednak temat silnika wybuchu nuklearnego został rozwinięty we współczesnej science fiction. Na przykład w powieści Arthura C. Clarke’a „2001: Odyseja kosmiczna” (1971), serialu telewizyjnym Star Trek i filmie „Deep Impact” (1998).
Źródła:
www.daviddarling.inf – Projekt Orion – krótka historia
www.youtube.com – Projekt Orion (wideo)
www.peoplesarchive.com – Freeman Dyson opowiada o projekcie Orion (wideo)
Rysunek kolorystyczny:
mix.msfc.nasa.gov
|
|||||||||||||||||||||
|
Projekt Orion
Orion to projekt załogowego statku kosmicznego z impulsem odrzutowym („samolot wybuchowy”) do badania przestrzeni międzyplanetarnej i międzygwiezdnej, opracowany w USA w latach 1950–60. Oznacza to, że był to projekt statku kosmicznego, a rzeczywistość realizacji tego projektu była bardzo wysoka.
Projekt Orion rzeczywiście istniał i został opracowany jako projekt czysto wojskowy. Niektóre jego szczegóły są nadal tajne, ale z biegiem czasu tajemnica staje się jasna.
Projektanci początkowo postawili sobie więc za zadanie stworzenie statku rakietowego, który miał dostarczyć „superpotężny ładunek termojądrowy zdolny uderzyć w jedną trzecią stanu wielkości Stanów Zjednoczonych”. Nawet bardzo przybliżone obliczenia dają masę takiego ładunku na 10 000 ton, dlatego konwencjonalne rakiety balistyczne na paliwo chemiczne, opracowane przez Wernhera von Brauna dla arsenałów USA, nie nadawały się.
Projekt Orion narodził się w 1958 roku przez General Atomics. Ta firma z siedzibą w San Diego została założona przez amerykańskiego naukowca nuklearnego Fredericka Hoffmana w celu budowy i obsługi komercyjnych reaktorów jądrowych. Jednym ze współzałożycieli firmy i współautorem projektu Orion był
Edward Teller to postać legendarna, jeden z twórców amerykańskiej bomby atomowej.
Silnik statku kosmicznego Orion jest silnikiem impulsowym, czyli jego działanie opiera się na wykorzystaniu energii wybuchu jądrowego. Ze statku kosmicznego w kierunku przeciwnym do lotu zostaje wyrzucony niewielki ładunek nuklearny (0,1 kt ekwiwalentu TNT), który zostaje zdetonowany w niewielkiej odległości (10-100 m) od statku. Część produktów rozszczepienia lecąca w stronę statku odbija się od płyty oporowej, tworząc strumień odrzutowy. Wstrząs kompensują amortyzatory łączące płytę trakcyjną z samym statkiem. Dodatkowy ciąg powstaje w wyniku ablacji (odparowania) powłoki płyty oporowej pod wpływem promieni gamma i rentgenowskich.
Pomysł Oriona został po raz pierwszy zaproponowany przez twórców broni nuklearnej Stanisława Ulama i jego asystenta Corneliusa Everetta w Los Alamos w 1955 roku. Ich koncepcja była następująca: eksplozje bomb wodorowych wyrzuconych ze statku powodowały odparowanie dysków wyrzuconych po bombach. Rozszerzająca się plazma pchnęła statek. Edward Teller, twórca amerykańskiej bomby wodorowej, rozwinął ten projekt dalej. Zimą 1957 roku Teller pracował dla General Atomics. Freeman Dyson, który pracował w Princeton, zgodził się kontynuować z nim rozwój tego projektu.
Według obliczeń Tellera konstrukcja samolotu z napędem wybuchowym mogłaby zapewnić kolosalny impuls niedostępny dla rakiet. Istniało jednak istotne ograniczenie – energia eksplozji skierowana na płytę popychacza powodowałaby ogromne przyspieszenie, którego nie byłby w stanie wytrzymać żaden żywy organizm. W tym celu między statkiem a płytą należało zainstalować amortyzator, łagodzący uderzenie i zdolny do gromadzenia energii impulsu poprzez stopniowe „przenoszenie” jej na statek.
Autorzy projektu szybko zdali sobie sprawę, że bez pomocy rządu nie da się tego zrobić. Następnie w kwietniu 1958 roku zwrócili się do Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych. W lipcu Urząd zgodził się na finansowanie projektu budżetem w wysokości miliona dolarów rocznie. Projekt realizowany był pod oznaczeniem „Zamówienie nr 6” pod tytułem „Badania nuklearnych silników impulsowych do statków kosmicznych”.
Taylor i jego współpracownicy byli przekonani, że podejście Wernhera von Brauna do rozwiązania problemu lotów kosmicznych jest błędne: rakiety napędzane chemicznie są bardzo drogie, a wielkość ich ładunku jest ograniczona i dlatego nie mogą wspierać podróży międzyplanetarnych ani międzygwiezdnych. Autorom projektu Orion zależało na uzyskaniu taniego i możliwie prostego statku kosmicznego, który mógłby osiągać prędkości bliskie prędkości światła.
Dla projektu Orion przeprowadzono nie tylko obliczenia, ale także testy na pełną skalę. Zbudowano kilka działających modeli pchacza statku kosmicznego Orion. Były to próby w locie modeli napędzanych chemicznymi materiałami wybuchowymi. Modele te nazwano „put-put” lub „hot rods”. Zostały przetestowane pod kątem odporności na fale uderzeniowe i wysokie temperatury przy użyciu konwencjonalnych materiałów wybuchowych. Większość modeli uległa zniszczeniu, ale już w listopadzie 1959 roku udało się wystrzelić jeden z nich na wysokość stu metrów, co potwierdziło możliwość stabilnego lotu przy wykorzystaniu silnika impulsowego. Urządzenie miało kształt kuli i ważyło 133 kilogramy. Za aparatem, za piecem, przeprowadzono eksplozje ładunków trinitrotoluenu (C4) po 1,04 kg każdy. W sumie zdetonowano 6 ładunków. Aby nadać prędkość początkową, urządzenie wystrzelono z moździerza, co wymagało 452 kg prochu.
Głównym problemem była trwałość osłony popychacza. Jest mało prawdopodobne, aby jakikolwiek materiał był w stanie wytrzymać temperatury kilkudziesięciu tysięcy stopni. Problem rozwiązano poprzez wynalezienie urządzenia, które natryskuje smar grafitowy na powierzchnię osłony. Dzięki eksperymentom udało się ustalić, że przy takiej ochronie aluminium lub stal mogą wytrzymać krótkotrwałe obciążenia termiczne.
Przeprowadzono również testy na atolu Eniwetak w celu zbadania wytrzymałości płyty trakcyjnej. Podczas testów nuklearnych na tym atolu, w odległości 9 metrów od epicentrum eksplozji umieszczono stalowe kule pokryte grafitem. Kule znaleziono nienaruszone po eksplozji, a cienka warstwa grafitu odparowała (ablowała) z ich powierzchni.
Pierwotnie Orion miał zostać wystrzelony z Ziemi, z poligonu nuklearnego Jackass Flats w Nevadzie. Urządzenie musiało mieć kształt kuli, aby pokonać ziemską atmosferę. Statek został zainstalowany na 8 wieżach startowych o wysokości 75 metrów, aby nie zostać uszkodzonym przez eksplozję nuklearną na powierzchni. Przy starcie miała nastąpić jedna eksplozja o mocy 0,1 kt co sekundę (dla porównania: moc bomb zrzuconych na Hiroszimę i Nagasaki wynosiła 20 kt, czyli 200 razy większa). Po opuszczeniu atmosfery jedna 20 kilotonowa bomba miała eksplodować co dziesięć sekund. Cena startowa za 1 kilogram ładunku miała wynieść 150 dolarów.
Głównym celem projektu było stworzenie statku do eksploracji Układu Słonecznego. Według obliczeń masa statku w momencie startu powinna wynosić około 10 000 ton; Co więcej, większość tej masy to ładunek. Ładunki atomowe o mocy 1 kilotony na etapie startu miały eksplodować z prędkością jednego ładunku na sekundę. Następnie, wraz ze wzrostem wysokości i prędkości, częstotliwość eksplozji mogłaby zostać zmniejszona. Podczas startu statek musiał lecieć ściśle pionowo, aby zminimalizować obszar skażenia radioaktywnego.
W czasie, gdy w Stanach Zjednoczonych projekt Merkury rozwijał się w gorączkowym tempie, twórcy bojowego materiału wybuchowego planowali dalekie wyprawy na planety Układu Słonecznego.
„Nasze motto było takie” – wspomina fizyk Freeman Dyson, który brał udział w projekcie. „Mars do 1965 r., Saturn do 1970 r.”
Orion był statkiem kosmicznym, który wyglądał, jakby został wyjęty z powieści science fiction, której akcja toczy się w odległej przyszłości. Jego masę użyteczną można mierzyć w tysiącach ton. W wygodnych kabinach mogło komfortowo nocować półtorej setki osób. Orion zostałby zbudowany jak pancernik, gdyby nie męczące poszukiwania sposobów na zmniejszenie masy.
Nie było jasne, w jaki sposób taki statek będzie mógł wylądować na planecie, ale Taylor wierzył, że z czasem możliwe będzie opracowanie niezawodnego samolotu rakietowego wielokrotnego użytku.
Program rozwoju Oriona został zaprojektowany na 12 lat, a jego szacunkowy koszt wyniósł 24 miliardy dolarów, co było porównywalne z planowanymi kosztami programu księżycowego Apollo.
Ale to nie wszystko. Twórcy Oriona opracowali także dwie modyfikacje statków kosmicznych. Pierwsza modyfikacja powinna dotrzeć do Alfa Centauri w 1800 roku i posiada następujące charakterystyki: masa startowa – 40 000 000 ton, masa po przyspieszeniu – 10 000 000 ton, ilość zastosowanych ładunków – 30 000 000, średnica płyty trakcyjnej – 20 km, materiał płyty trakcyjnej - miedź, załoga - 20 000 osób.
Druga modyfikacja jest mniej radykalna: masa na starcie 500 000 ton, masa po przyspieszeniu 100 000 ton, liczba zastosowanych ładunków 30 000, średnica płyty trakcyjnej 400 metrów, prędkość maksymalna 10 000 km /S. Modyfikacja ta powinna dotrzeć do Alpha Centauri za 130 lat.
Za dalszy rozwój idei leżących u podstaw Oriona można uznać sondę międzygwiazdową Daedalus, która w projekcie powinna dotrzeć do gwiazdy Barnarda (5,91 lat świetlnych) za 49 lat.
Wkrótce jednak zmieniły się priorytety. Młoda agencja kosmiczna NASA od pierwszych dni swojego istnienia nie brała pod uwagę projektów rakiet o napędzie atomowym, odkładając ten temat na później.
Program Orion został ostatecznie zamknięty pod koniec 1959 roku, kiedy Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych odmówiła dalszego finansowania projektu...
Tak więc projekt statku kosmicznego z impulsem nuklearnym Orion, zdolnego szybko dotrzeć do zewnętrznych planet Układu Słonecznego lub zadać miażdżący cios na terytorium Związku Radzieckiego, został zamknięty. Jednak sam pomysł wydawał się na tyle produktywny, że zarówno naukowcy, jak i pisarze science fiction wracali do niego wielokrotnie.
Po tym, jak NASA odmówiła włączenia Oriona do swojego bilansu finansowego, grupa robocza kontynuowała eksperymenty z resztkami pieniędzy i entuzjazmu, ale w 1963 roku w Moskwie podpisano Traktat o zakazie testów broni jądrowej w trzech środowiskach: w atmosferze, w środowisku zewnętrznym przestrzeni kosmicznej i pod wodą, a prace na Orionie formalnie podlegały zakazom nałożonym tą umową. Jednak nawet po tym członkowie grupy kontynuowali swoją działalność, która sprowadzała się do korespondencji i dyskusji na temat szczegółów budowy statku kosmicznego opartego na rakiecie impulsowej nuklearnej.
Plusy materiałów wybuchowych
Jądrowy napęd impulsowy Oriona znacznie przewyższa swoimi osiągami dobrze znane nam napędy rakietowe. Problem w tym, że prawie całą masę rakiet chemicznych zajmuje paliwo i utleniacz, pozostawiając jedynie minimalną przestrzeń na ładunek. O rakietach mówią: „Paliwo samo się niesie”. Reakcje jądrowe są nieporównywalnie silniejsze od reakcji chemicznych, dlatego Orion musiał przewieźć zaledwie kilka ton plutonu i jednocześnie zabrać na pokład pokaźny ładunek.
Oczywista zaleta reakcji atomowych złagodziła wieczny ból głowy projektantów - walkę o zmniejszenie masy i zwiększenie pojemności statku. Z Orionem nie trzeba było być skromnym, tworząc wygodne kabiny dla pasażerów, przestronne pomieszczenia dowodzenia i labirynty przedziałów technicznych w najlepszych tradycjach powieści science fiction.
Szybkość to kolejny atut Oriona. Teoretycznie jest w stanie rozwinąć około 10% prędkości światła, co w rzeczywistości daje nam długo oczekiwaną przepustkę do gwiazd i „preferencyjną subskrypcję” planet Układu Słonecznego. Nie było oczywiście mowy o rekreacyjnych lotach na Syriusza. Na przykład podróż do najbliższej gwiazdy – Proximy – z prędkością 10% prędkości światła zajęłaby 42 lata. I zauważmy, że nie ma tam absolutnie nic do roboty. Uważa się, że ten czerwony karzeł jest zbyt aktywny i prawdopodobnie zniekształcił wszystkie swoje planety wybrzuszeniami, jeśli w ogóle je ma. Tak czy inaczej, technologia materiałów wybuchowych jest obecnie jedynym realistycznym sposobem na odbycie podróży międzygwiezdnych w rozsądnym czasie. Amerykańskie promy osiągają prędkość 7,8 km na sekundę i są w stanie dotrzeć do tej samej Proximy za około 160 tysięcy lat. Helios 2 (1970) – najszybszy statek kosmiczny zbudowany przez ludzkość – był w stanie przyspieszyć do 70,2 km na sekundę. Miał lecieć do Proximy na 17 tysięcy lat...
Płyta odblaskowa, która odbiera straszliwe fale energii, to właśnie ta część Oriona, która rodzi najwięcej pytań. Rzecz w tym, że jeśli chodzi o wybuchy nuklearne, podświadomie przenosimy tę „tarczę” na warunki zwykłego wybuchu nuklearnego (którego moc mierzy się w kilotonach). Jednak w przypadku Oriona mówimy o miniaturowych bombach o pojemności około tony trotylu (dla porównania może „pochwalić się” najbardziej niszczycielska bomba niejądrowa MOAB, opracowana przez Stany Zjednoczone na potrzeby wojny w Iraku głowica bojowa o masie odpowiadającej 12 tonom trotylu. Co więcej, nawet wybuch nuklearny na pełną skalę nie jest w stanie zniszczyć specjalnie przygotowanych konstrukcji metalowych. I tak w 1954 roku podczas Operacji Castle (testy nuklearne na atolu Bikini) w pobliżu ładunku oznaczonego kodem „Bravo” zainstalowano dwa niezwykłe cele – duże stalowe kule pokryte grafitem. Eksplozja ta przeszła do historii, ponieważ naukowcy błędnie obliczyli jej moc – zamiast planowanych 6 megaton, bomba „wyprodukowała” 15.
Skutki eksplozji „Bravo” są następujące: poważne skażenie terenu, przerwy w oświetleniu na Hawajach oraz… dwie stalowe kule znalezione w pewnej odległości od krateru o średnicy dwóch kilometrów – całe i zdrowe.
Istnieje opinia, że wybuch nuklearny w pozbawionej powietrza przestrzeni nie powoduje fali uderzeniowej, dlatego eksplozje są niczym więcej niż mitem. W rzeczywistości przestrzeń międzyplanetarna i międzygwiazdowa jest wypełniona plazmą (zjonizowanym gazem o małej gęstości). W normalnych warunkach jego ciśnienie wystarczy, aby przyspieszyć np. żagiel słoneczny („wiatr słoneczny” to ta sama plazma). A gdy zdetonowany zostanie ładunek nuklearny, na reflektor oprócz plazmy wpływa również rozpylona „substancja robocza” bomb. W projekcie Orion zaproponowano wykonanie ich wypełnienia w postaci „kanapki” uranu, tlenku berylu i wolframu.
Nawiasem mówiąc, w ramach testów nuklearnych serii „Lead Cargo”, przeprowadzonych w 1957 r. na poligonie testowym w Nevadzie, miał miejsce incydent. Jeden z ładunków zainstalowano w szybie przykrytym ciężkim stalowym włazem (900 kilogramów). Uważa się, że nie uległ zniszczeniu podczas eksplozji. Wręcz przeciwnie, został wyrwany z wierzchowców, po czym według niektórych obliczeń nabrał prędkości około 70 kilometrów na sekundę (sześciokrotnie więcej niż wymagana do spaceru kosmicznego) i zniknął w nieznanym kierunku. Naukowcom nie udało się ustalić, czy właz opuścił atmosferę planety, więc ten przypadek nie stanowi jednoznacznego argumentu na rzecz eksplozji.
Wady Oriona
Wady Oriona to temat, na który rzadko zwraca się uwagę przy omawianiu „zasady wybuchowości”. Tymczasem, przy wszystkich fascynujących perspektywach, statki te miały poważne „wady” i częściowo z ich powodu projekt ten pozostał na papierze. Wystrzelenie z Ziemi na „silniku konserwacyjnym” byłoby w rzeczywistości serią eksplozji nuklearnych na różnych wysokości. Oczywiście możliwe jest skonstruowanie stosunkowo „czystych” ładunków, które pozostawiają jedynie niewielką ilość odpadów radioaktywnych. Jednak przy długotrwałym i masowym użyciu materiałów wybuchowych w dalszym ciągu nie można uniknąć problemów środowiskowych.
Wystrzelenie z kosmosu również wywołało krytykę. Tak, eksplozję można zbudować na orbicie lub (jeśli nie jest ona zbyt masywna) można ją tam wystrzelić w całości za pomocą rakiet nośnych. Jednak eksplozje nuklearne w pobliżu naszej planety nadal powodują powrót niektórych radioaktywnych izotopów na Ziemię. Nawiasem mówiąc, był to jeden z powodów, dla których zakazano testowania broni nuklearnej w kosmosie.
Nie możemy również pomijać wpływu eksplozji nuklearnych na magnetosferę planety. Uszkodzenie lub nawet zniszczenie satelitów, długotrwałe przerwy w komunikacji i problemy z nawigacją to tylko niektóre z rzeczy, jakie potrafią wyrządzić okresowe impulsy elektromagnetyczne na wysokiej orbicie. Skala takiego wpływu jest ogromna. Teoretycznie Orion, który wystartował nad Kansas i „zdetonował” serię eksplozji nuklearnych na wysokości 400–500 kilometrów, jest w stanie pozostawić bez prądu prawie całe kontynentalne Stany Zjednoczone.
Rozmiar minibomb jest zwykle pomijany. Nawet przy zastosowaniu nowoczesnych technologii nie da się zbudować ultrakompaktowego, a co najważniejsze ultraniezawodnego urządzenia nuklearnego o odpowiedniej mocy. Dziś w arsenale superpotęg znajdują się małe miny nuklearne i pociski nuklearne, ale albo są one zbyt masywne, aby wytworzyć wystarczającą ilość „paliwa” do eksplozji, albo wymagają bardzo ostrożnego obchodzenia się.
Istnieje jednak wyjście. W połowie lat 90. zaproponowano przeprowadzenie rozpadu jądrowego przy użyciu antymaterii. Niewielka ilość antyprotonów będzie doskonałym katalizatorem reakcji łańcuchowej nawet w małej objętości substancji radioaktywnej.
Na przykład masa krytyczna czystego plutonu-239 wynosi 10 kilogramów (w obecności reflektora neutronów). Jeśli metal całkowicie się rozpadnie, 1 kilogram jego masy da 20 kiloton siły wybuchowej. A przy pomocy antymaterii będzie można zdetonować kawałek tego metalu ważący mniej niż 1 gram. Produkcja antyprotonów jest obecnie bardzo ograniczona i wymaga znacznych kosztów energii. Jednak nowe metody wytwarzania antymaterii to tylko kwestia czasu.
Nie jest jasne, jak eksplozja zachowa się podczas startu – czy jej lot będzie stabilny? A może zacznie się chwiać i przewracać? Czy reflektor jest wystarczająco mocny, aby wytrzymać długą serię wybuchów nuklearnych? Jak intensywne będzie zużycie amortyzatorów pod tak potwornymi obciążeniami? Jak chronić załogę eksplozji przed ciągłym promieniowaniem radioaktywnym? I jak Amerykanie mogli odbyć długodystansową podróż kosmiczną w 1957 roku, gdyby techniki długotrwałego życia w stanie nieważkości były opracowywane od dziesięcioleci i tylko na radzieckiej stacji Mir?
W tej chwili projekt Orion jest zamknięty i nie tylko nie jest rozwijany, ale nie jest uważany za pojazd kosmiczny. „Orion” do dziś pozostaje marzeniem romantyków o podróżach kosmicznych, utrwalonym w roboczych szkicach i kolorowych rysunkach…
Wybuch samolotu Sacharowa
No dobrze, a co ze Związkiem Radzieckim?
W ZSRR pomysł wykorzystania ładunków nuklearnych w technologii kosmicznej pojawił się ponad 30 lat temu. Inicjatorem dyskusji był akademik Andriej Sacharow.
W lipcu 1961 r. wszyscy czołowi radzieccy specjaliści nuklearni otrzymali pilne zaproszenie na Kreml. Tam został przyjęty przez Nikitę Chruszczowa i poinformowany o decyzji rządu o odbyciu „jesienno-zimowej sesji” testów nuklearnych, podczas której zostaną przetestowane wszystkie typy głowic znajdujących się na wyposażeniu Armii Radzieckiej. Jednocześnie radziecki przywódca był zainteresowany najnowszymi pracami specjalistów w dziedzinie tworzenia broni nuklearnej. Obecny na spotkaniu Sacharow powiedział Chruszczowowi o możliwości wytworzenia 100-megatonowego ładunku termojądrowego. Pomysł spodobał się Chruszczowowi i zezwolił na prace nad przygotowaniem ładunku do testów. Wybuch „carskiej bomby” (czasami zwanej także Matką Kuzki, pamiętając o zamiarze Chruszczowa, aby pokazać ją Ameryce) nastąpił jesienią tego samego roku. Co prawda nie odważyli się zdetonować ładunku o pełnej mocy, ale 58 megaton, które okazało się w rzeczywistości, również zrobiło wrażenie.
Na tym samym spotkaniu Sacharow przedstawił głowie państwa pomysł wybuchu nuklearnego o znaczeniu podobnym do projektu Orion.
Strukturalnie eksplozja Sacharowa miała składać się z przedziału kontrolnego, przedziału załogi, przedziału do umieszczania ładunków nuklearnych, głównego układu napędowego i silników rakietowych na paliwo ciekłe. Statek miałby także system dostarczania ładunku nuklearnego i system tłumienia, pozwalający wypoziomować rakietę po eksplozji nuklearnej. I oczywiście zbiorniki o wystarczającej pojemności na zapasy paliwa i utleniacza. Do dolnej części statku miał być przymocowany ekran o średnicy 15–25 m, w ognisku którego miały „grzmieć” wybuchy nuklearne.
Start z Ziemi odbywał się za pomocą silników rakietowych na paliwo ciekłe umieszczonych na dolnych podporach. Paliwo i utleniacz miały być dostarczane z zewnętrznych zbiorników paliwa, które po opróżnieniu można było zresetować. Za pomocą silników płynnych urządzenie wzniosło się na wysokość kilku (lub kilkudziesięciu kilometrów), po czym włączono główny układ napędowy statku, który wykorzystywał energię kolejnych eksplozji ładunków jądrowych małej mocy.
W trakcie prac nad eksplozją rozważono i obliczono kilka opcji projektowych o różnych wymiarach. Odpowiednio zmieniła się zarówno masa startowa, jak i masa ładunku, który można wynieść na orbitę. Należy jednak zauważyć, że pomimo znacznej masy konstrukcji, nie była ona duża. Na przykład „PK-3000” („Kompleks pilotowany” o masie startowej 3000 ton) miał wysokość około 60 m, a „PK-5000” („Kompleks pilotowany” o masie startowej 5000 ton) miał wysokość niespełna 75 m. Ładunek wystrzelony na orbitę w tych wersjach wynosił odpowiednio 800 i 1300 ton.
Z podstawowych obliczeń wynika, że stosunek masy ładunku do masy startowej przekroczył 25%! Ale nowoczesna rakieta wykorzystująca paliwo chemiczne wystrzeliwuje w kosmos nie więcej niż 7-8% swojej masy startowej.
Na miejsce startu „samolotu wybuchowego” wybrano jeden z regionów na północy Związku Radzieckiego - projektanci wierzyli, że aby wystrzelić nowy statek kosmiczny, będą musieli zbudować specjalny kosmodrom. Jej lokalizację wybrano kierując się dwoma względami. Po pierwsze, północne szerokości geograficzne umożliwiły wytyczenie toru lotu rakiety nad trudno dostępnymi, słabo zaludnionymi obszarami, a w razie wypadku pozwoliło to uniknąć niepotrzebnych ofiar. Po drugie, „uruchomienie” silnika jądrowego daleko od płaszczyzny równika poza strefą tzw. pułapki geomagnetycznej pozwoliło uniknąć pojawienia się sztucznych pasów radiacyjnych.
Ideologia uniemożliwiła dalszy rozwój idei eksplozji Sacharowa. W tej kwestii radzieckie publikacje naukowe stwierdzały, co następuje:
„…Atrakcyjność wybuchowych silników termojądrowych często tłumaczy się możliwością ich wykorzystania do użytecznego wykorzystania zapasów bomb termojądrowych (wodorowych) zgromadzonych w wielu krajach, gdy narody świata dojdą do porozumienia w sprawie globalnego rozbrojenia . Wydaje nam się, że argument ten nie wytrzymuje krytyki ani z politycznego, ani technicznego punktu widzenia. Nagromadzoną broń termojądrową można w razie potrzeby zutylizować, aby osiągnąć pełniejszy wyładowanie, znacznie wydajniej i w krótszym czasie, bez konieczności spędzania wielu lat na oczekiwaniu na utworzenie unikalnej i złożonej nowej struktury przestrzeni inżynieryjnej.
"Wygląda na to, że do końca naszego stulecia należy spodziewać się pojawienia się pierwszych przykładów energii termojądrowej na arenie przemysłowej. Otworzy to przed ludzkością niezwykłe horyzonty i pozwoli przywrócić zasoby naszej planety..." - pomysł ten wyraził wybitny radziecki fizyk, prezes Akademii Nauk ZSRR, akademik AP. Aleksandrow, doskonale potwierdza powyższe rozważania. Po pierwsze, pojawienie się kosmicznych silników termojądrowych jest jeszcze bardzo odległe, a wyładowanie i pokojowa utylizacja bojowych ładunków termojądrowych jest wymogiem naszych czasów. Po drugie, znaczenie badań naukowych nad praktycznym zastosowaniem energii termojądrowej, w tym w astronautyce, jest już oczywiste…”
Oznacza to, że zrozumiano, że rozbrojenie wraz z eliminacją arsenałów nuklearnych nastąpi znacznie wcześniej niż zbudowano statek. Czas pokazał absurdalność takich oczekiwań. Okazało się, że rozbrojenie i likwidacja arsenałów nuklearnych nie są ze sobą w żaden sposób powiązane, a eksplozja Sacharowa nigdy nie miała miejsca.
Współcześni inżynierowie zwrócili się ku pomysłom naszego wybitnego rodaka. Zwracają uwagę, że aparat zaproponowany przez Sacharowa nie wytrzymuje krytyki z punktu widzenia dzisiejszych wyobrażeń o ekologii i bezpieczeństwie. Powodem ponownego rozważenia tego projektu jest zapotrzebowanie na technologie, które mogą chronić Ziemię przed zderzeniem komety lub asteroidy. Jak na razie jedynym sposobem na wyeliminowanie tego zagrożenia jest ogromny ładunek nuklearny, który trzeba w jakiś sposób dostarczyć do celu. W tym celu proponuje się wykorzystanie eksplozji Sacharowa jako nośnika ładunku.
W odróżnieniu od poprzedniego projektu, który zakładał wystrzelenie z powierzchni Ziemi, co jest daremne z punktu widzenia ekologii i bezpieczeństwa, wystrzelenie nowego „Vzryvolet” ma nastąpić z trajektorii orbitalnej. Dzięki temu projekt stanie się lżejszy i prostszy.
Zasada działania „Eksplozji” polega na wytworzeniu na ekranie („żagla”) mechanicznego impulsu pod wpływem energii eksplozji ładunku. Konstrukcję układu napędowego można przeprowadzić w dwóch różnych wersjach. W jednym przypadku podstawą jest prosta wymiana energii kinetycznej pomiędzy ekranem a latającą substancją roboczą umieszczoną bezpośrednio na ładunku, a w drugim impuls ciśnienia na ekranie ulega przemianie w wyniku nagrzania specjalnej substancji dostarczonej na powierzchnię ekranu natychmiast w momencie kolejnej eksplozji – opcja z „poceniem ekranu” Konstrukcja tego „Vzryvolet” zakłada ładowność 1000 ton.
Wykorzystane materiały:
http://forums.airbase.ru/2007/03/t25346--Proekt-~Orion~.2389.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%BD_(%D0%9C%D0%9A%D0%90)
http://lind.by.ru/vzrivo.htm
Na rozkaz Andropowa utworzono wydział podobny do Ahnenerbe, o kryptonimie „Rhombus”, a teczki oznaczono kodem „Orion” w ramach bardziej globalnego tajnego programu „Rhombus”. Na zdjęciu 4 tomy, być może jest ich znacznie więcej. Oprócz tych dokumentów istnieje także tekst Anatolija Kopiewa, rzekomo raport KGB, w którego treści pełno jest danych zawartych w Orionie. To jest raport końcowy lub raport projektu Orion. Przedstawia inną historię Ziemi, pewne niezrozumiałe obecnie aspekty fizyki. Nie będę tu cytował w całości, wytnę tylko kilka cytatów:
Ewolucja Układu Słonecznego zachodzi od eksplozji do eksplozji supernowej na Słońcu w ciągu 8 miliardów 100 milionów lat. Jak wynika z materiałów działu naukowego SS-Ahnenerbe, Słońce eksploduje ponownie w roku 30814 naszych czasów, pochłaniając planety wewnętrznego pierścienia Układu Słonecznego w płomieniu syntezy jądrowej.
350 milionów lat temu tzw. „pierwszy eteryczny człowiek”. Jak wynika z tekstów Almanachów Ahnenerbe, został on stworzony „w niezniszczalnej, świętej krainie Agartha”, wewnątrz Ziemi, „kolebce ludzkości”, przez „księżycowych przodków” – czyli Bogów zamieszkujących planetę Ikar , który zmarł 1,5 miliona lat temu . Księżyc w tym czasie był satelitą Ikara, który krążył po orbicie Słońca w odległości 2,3 AU, a Ziemia obracała się po orbicie odległej od Słońca w odległości 1,8 AU. Ziemię okrążyły dwa satelity – Lel i Phaeton. (Załącznik nr 14, schemat nr 1). To. okazuje się, że bogowie, którzy stworzyli człowieka, pochodzili od Ikara (czyli „księżycowych przodków”).
W tym okresie wewnątrz Ziemi powstał w tym okresie izolowany świat ze stabilnym klimatem, niepodlegający zewnętrznym agresywnym środowiskom i klęskom żywiołowym, ze świeżymi źródłami wody i akceptowalną temperaturą do tworzenia żywych form życia. Pierwsi ludzie, jeśli w ogóle można ich było nazwać ludźmi, mieli 52-metrową eteryczną „elektryczną” powłokę, dlatego nazwano ich „Rasą Aniołów”. Były bezpłciowe i rozmnażały się przez podział. Z tego jasno wynika, że te stworzenia nie były ludźmi. Była to jakaś forma życia, która nie miała nic wspólnego z hominidem – człowiekiem.
Większość bogów 5000 lat p.n.e odleciała na swoją planetę, pozostawiając gubernatorów, których zabrali 1500 lat temu. Ponownie mówi to o odejściu bogów. Co więcej, prawie nie mówimy o klęsce militarnej. Po prostu bogowie moim zdaniem postanowili przenieść się na inne systemy. I tak powiedzieli, że nie będzie już potopu. Ponieważ Nibiru nie będzie już latać.
Dopiero potem wody potopu zmyją ziemię z powierzchni Ziemi. Z pozostałych ludzi ocaleni zostaną tylko ci, którym uda się z czasem ukryć w wysokogórskich jaskiniach, a także część „wybranych”, których ponownie wybiorą Bogowie, którzy przylecieli z „Żelaznej Planety” dla późniejszego odrodzenia ludzkości...
Według niemieckich naukowców kolejny Armagedon nadejdzie w 2014 roku XXI wieku (czyli za 34 lata).
Pracownicy Instytutu Badawczego Głównego Zarządu Wywiadu Sztabu Generalnego Sił Zbrojnych ZSRR przeprowadzili analizy i badania wynikające z tez raportu rządu USA do Prezydenta USA z 1980 r. „O stanie świata według roku 2000”. Jeden z czterech tomów raportu poświęcony jest globalnym zmianom klimatycznym i prognozie sytuacji przyrodniczej na początku XXI wieku (2000-2012). W raporcie stwierdza się, że w określonym czasie na Ziemi spodziewane są globalne kataklizmy, które będą miały wpływ na życie ludzkości i istniejącą cywilizację.
