Долететь до альфы Центавра на гигантском корабле. История атомного взрыволета, который почти взлетел

23 165
0
15 августа 2020 в 8:00
Автор: Ян Альшевский

Долететь до альфы Центавра на гигантском корабле. История атомного взрыволета, который почти взлетел

«Подбрось динамиту в топку, нужно выше взлететь!» — кричал капитан космической ракеты из стимпанкового будущего. Хотя там, говорят, в качестве топлива используют уголь или что-то подобное — чадящее и дымящее. Но это фантастика, мы же решили оказаться ближе к реальности. Поэтому сегодня речь пойдет об атомном взрыволете, который передвигался бы в космосе с помощью контролируемых взрывов за кормой.

Те, кто знаком с историей, наверняка догадаются, когда именно возникла идея создания ядерно-импульсного корабля. Остальным напомним: вскоре после первого применения атомного оружия и на фоне разгорающейся холодной войны. Тогда атом выглядел как вестник будущего — с практически безграничными возможностями и потому бесконечными перспективами. Начиналась космическая гонка двух супердержав — США и СССР, — которые играли друг перед другом мышцами по всем фронтам.

Инициатива получила название Project Orion и на тот момент очень абсурдной не казалась. Как, наверное, не казалась в свое время идея запускать людей на Луну из пушки: в каждую эпоху есть начинания, авторы которых считают себя гениями, но на деле предлагают нечто малореализуемое. Тем не менее проект «Орион» (не путать с нынешней программой NASA) просуществовал в активной фазе около семи лет. Тем более «мирный атом» считался в США «тем самым, что сделает жизнь лучше».

Фото носит иллюстративный характер

Более приземленные и прагматичные американцы считали, что с помощью ядерно-импульсного движка они смогут отправить на Луну сотни ученых, которые развернут там базу и создадут плацдарм для путешествия к более удаленным планетам — в частности, к Марсу и обратно, а там, глядишь, и до Сатурна недалеко (точнее, до его лун). И доказать «этим „советам“, кто здесь главный», уже лет через 10—15.

Идея использовать атомную энергию в качестве движущей силы рассматривалась задолго до появления Project Orion. Считается, что первые серьезные практические изыскания на этот счет начались в 1944 году во время работы над Манхэттенским проектом. Так появились проекты Dumbo, Kiwi и Pluto, а затем — NERVA (в рамках последнего были испытаны ЯРДы — ядерные ракетные двигатели), однако они не были «бомбами», работая по другому принципу.

Фото: The Denver Post

А вот Project Orion называют не иначе как «2 в 1» — кораблем-бомбой. По большому счету нынешние реактивные ракеты ведь так и работают: происходит бесконечная серия «взрывов», которые передают импульс и «толкают» предмет вперед. Говорят, это описывается третьим законом Ньютона.

Над проектом работало немало ученых, которые видели определенную перспективу. Считалось, что «взрыволеты» обладают чрезвычайно высоким потенциалом в сравнении с существующими решениями (хотя какие уж космические полеты в конце пятидесятых?), в том числе с экономической точки зрения: они могли стать быстрыми и дешевыми (из расчета доставки килограмма груза на орбиту), способными преодолевать межпланетное пространство и лететь к звездам.

Предполагалось, что огромный космический корабль будет нести на борту комплект ядерных зарядов, выбрасываемых из его нижней части с определенным интервалом. После их удаления от летательного аппарата на заданное расстояние происходила детонация, плазменная «ударная волна» от которой направлялась в сторону корабля, оснащенного отражающей плитой. Плита одновременно являлась бы средством защиты от излучения. Каждый новый взрыв позади корабля на расстоянии 100 метров (или 60 метров, все зависит от модификации) должен был дополнительно ускорить аппарат. Нет, пассажиров не расплющит: между плитой и жилым отсеком предусмотрена гасящая резкий импульс система.

За время существования проекта было придумано несколько типов таких кораблей — от небольших для путешествий внутри Солнечной системы и недалеко за ее пределы до огромных для длительных перелетов на протяжении многих поколений.

К разряду «нефантастических» относились корабли массой от 300 тыс. тонн (для орбитальных полетов), до 1—3 млн тонн для более дальних перелетов и совсем уж нереальные — на 8 млн тонн. Последние интересны своими монструозными размерами — это, конечно, не «Звезда смерти» из «Звездных войн», но тем не менее. Super Orion, который называли «звездным ковчегом», мог бы иметь диаметр 400 метров, нести на борту 1080 бомб общей массой 3 тыс. тонн и преодолевать огромные расстояния.

Но даже он не был самым большим в списке «Орионов», ведь был еще Energy Limited Orion диаметром 20 тыс. метров, весом 40 млн тонн (10 млн тонн пустой, из которых половина приходилась на отражающую медную полусферу). Медленный, неповоротливый, он набрал бы 0,3% скорости света и прибыл к альфе Центавра через 1330 лет без возможности остановиться там.

Всех их объединяло то, что большая часть массы приходилась на ядерные заряды. Так, один из концептов — Momentum Limited Orion, корабль весом 400 тыс. тонн — предлагали снарядить 300 тыс. «бомб» по одной килотонне и весом в тонну каждая. 100 тыс. тонн пришлось на щит, конструкцию, полезный груз и экипаж. Сброс бомбы каждые три секунды, согласно проекту, обеспечивал ускорение концепта в 1g, а спустя 10 дней запас «топлива» истощался.

Как рассчитали ученые, до Плутона на нем можно долететь за год, а до альфы Центавра — за 130 лет, достигнув скорости в 3% от световой.

Фото: NASA

Другая конструкция предполагала применять бомбы весом 0,1 килотонны (а также были варианты с 0,3 и 0,03 килотонны), но сбрасывать их чаще — в специальную камеру, куда также подавалась вода. Правда, такая система обеспечивала бы слишком малое ускорение, имелись иные проблемы. В итоге от этого концепта отказались в пользу внешних взрывов в отдалении от корабля.

От воды также отказались, предпочтя ей твердое топливо в виде дисков: их предлагали сбрасывать вслед за бомбой, взрыв которой воздействовал бы на диск, создавая необходимый плазменный «удар».

Мечты? Инженеры собрали несколько уменьшенных моделей, назвав их Hot Rod и Put-Put. После череды неудачных попыток (модели были уничтожены) ученым удалось разработать устойчивую конструкцию.

В ноябре 1959 года состоялся удачный полет, во время которого один из двухметровых «хот-родов» после серии из шести взрывов (это были килограммовые заряды) поднялся на высоту в 100 метров, а затем мягко приземлился на парашюте.

Одной из главных проблем было обеспечить прочность и одновременно легкость отражающей плиты, ведь ей предстояло устоять перед температурным воздействием: оно длилось миллисекунды, но материал все равно разрушался. Одним из решений стало предложение наносить тонкий слой предположительно графита на поверхность плиты из стали или алюминия перед каждым взрывом.

Другая проблема, уже теоретическая, заключалась в том, что для запуска ядерной реакции необходимо было использовать обычное взрывчатое вещество. Если после детонации реакция не происходила, то обломки могли повредить относительно тонкую отражающую плиту или ее поверхность.

И наконец, вопрос радиационного заражения в случае запуска взрыволета с поверхности Земли: чтобы покинуть атмосферу, пришлось бы произвести около тысячи мини-взрывов. Согласно очень приблизительным подсчетам, один запуск привел бы к 0,1—1 смерти от рака. Тем не менее рассматривались запуски таких кораблей с орбиты, куда «взрыволеты» доставляли бы «Сатурны». Однако в этом случае ЭМИ от взрывов способны были оказать негативное влияние на электронику на Земле, а сегодня — повредить спутники вокруг планеты.

Но в конце пятидесятых – начале шестидесятых это не казалось опасной затеей — прикрепить к одной ракете кластерную атомную бомбу и попытаться взлететь с ней. Понимание опасности пришло чуть позже, что внезапно и положило конец проекту. В частности, в 1963 году был подписан «Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой», поставивший крест на Orion.

В итоге «взрыволет» превратился в памятник и символ эпохи восторга от «атомного будущего». Остается вопрос: действительно ли подобные корабли могут бороздить просторы Вселенной? Однозначного мнения на этот счет нет.

Технологии позволят спроектировать и построить Orion уже сейчас — и есть мнение, что это наиболее оптимальный вариант для покорения дальнего космоса: пока только он позволяет достичь высоких скоростей за относительно короткий промежуток времени. Денег потребуется немало — от пары триллионов до пары десятков триллионов долларов в зависимости от размеров корабля. Хотя идея все-таки странная.

Современная фантазия на тему взрыволета. Фото: William-Black

Читайте также:

ахроматический рефрактор, диаметр: 70 мм, фокусное расстояние: 500 мм, относительное отверстие: 1/7.2, азимутальная (AZ) монтировка, окуляры 10 мм/25 мм
Шмидт-Кассегрен, диаметр: 235 мм, фокусное расстояние: 2350 мм, относительное отверстие: 1/10, азимутальная (AZ) монтировка, окуляры 13 мм/40 мм
ахроматический рефрактор, диаметр: 70 мм, фокусное расстояние: 300 мм, азимутальная (AZ) монтировка, окуляры 6 мм/20 мм

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by

Автор: Ян Альшевский
Без комментариев