Путь к звёздам: ядерный корабль «Орион»
В начале 60х был разработан космический корабль "Орион", способный достичь звёзд. Один из руководителей проекта "Орион" - Фримен Дайсон умер в пятницу, 28 февраля 2020 года в возрасте 97 лет.
Последний из великих физиков великой эпохи.
Фримен Дайсон стал знаменитым, благодаря "Сфере Дайсона", но самым выдающимся его проектом был космолёт "Орион".
Как ни странно, но 60 лет назад на самом деле был создан реальный проект межзвездного корабля!
В 1940-х в Штатах работали три физика, эмигранты из Восточной Европы: одессит и потомственный дворянин Георгий Гамов, львовянин Станислав Улам и Эдвард Теллер из Будапешта. Гамов пригласил Улама и Теллера на работу в Штатах в 1936.
Считается, что идею водородной бомбы придумала эта троица.
Взаимоотношения трёх великих ученых были непростыми: Гамову было плевать на чужое мнение и славу, он вошёл в историю человечества объяснением эволюции звёзд, а вот Улам и Теллер до конца дней спорили, кто из них подлинный автор водородной бомбы.
Ядерное оружие открыло новые возможности полетов к звёздам.
В 1947 Станислав Улам предложил идею ядерно-импульсного космического корабля («взрыволёта») на атомных бомбах. Схема ракеты предполагала постоянную подачу бомб в зеркало-отражатель ракеты.
Родоначальником схемы «взрыволёта» считается бомбист-народоволец Николай Кибальчич, один из убийц императора Александра II Освободителя. Ракета Кибальчича должна была лететь за счёт взрывов пороховых шашек.
В 1946 Станислав Улам предложил поставить на ракету обойму маленьких атомных бомбочек, которые должны были по очереди вбрасываться в зеркало отражателя, как патроны в АК-47 и там взрываться.
На какое-то время об идее забыли, но в 1957 СССР запустил «Спутник», началась космическая гонка, несколько групп американских инженеров начали лихорадочно работать по разным направлениям. Вспомнили и об идее Улама.
Проект ядерно-импульсного космического корабля «Орион» возглавили американец Тед Тейлор и англичанин Фримен Дайсон.
Для выхода на орбиту Земли и полетов к Луне и Марсу был спроектирован космолёт на атомных бомбах. "Орион" мог нести восемь космонавтов и 100 тонн груза.
Ракета для межзвездных перелетов разгонялась взрывами водородных бомб. В отличие от нынешних ракет на химическом топливе, такая ядерная импульсная ракета могла долго лететь с непрерывным ускорением и достичь 80% скорости света.
В 1959 сделали модель весом 130 кг, вместо атомных бомб использовался тротил. На испытаниях аппарат поднялся на 100 метров и успешно приземлился на парашюте.
Надежность отражателя и покрытия проверили во время атомных взрывов на атолле Эниветок.
Планировалось, что в отражателе «Ориона» каждую секунду должна была взрываться атомная бомбочка мощностью 0,1 кТ (в 100 раз меньше бомбы Хиросимы).
Оценка экономической эффективности проекта показала, что стоимость доставки груза на орбиту Земли должна была составить около 130 $/кг.
Были сделаны предварительные расчеты для кораблей, способных совершать межпланетные и даже межзвездные перелеты.
Полёт к Альфе Центавре был бы долгим, от 40 до 100 лет. Рассматривали вариант запуска огромного корабля, на котором должно было смениться несколько поколений. Из-за особенностей движка - атомно/водородных бомб, сделать огромный корабль было проще, чем маленький.
Аналогичные проекты были и в СССР. В 1961 по предложению академика Сахарова начали проработку «ПК-3000» («Пилотируемый комплекс со стартовой массой 3000т») и «ПК-5000» со стартовой массой 5000т. Полезная нагрузка, выводимая на орбиту, в этих вариантах составляла 800 и 1300т соответственно, что составляло около 25% от стартовой массы - очень высокий показатель, у нынешних ракет он составляет около 10%.
Попытка использовать ядерное оружие для исследования звёзд вдохновляла физиков-ядерщиков, которые переживали, что выполняют роль оружейников грядущего Апокалипсиса. Были предложения сделать совместный американо-советский проект по типу более позднего «Союз-Аполлон». Такой идеей был увлечён великий физик Нильс Бор в школе которого учились физики создатели атомного оружия СССР и США.
В 1963 СССР, США и Великобритания ратифицировали Договор о запрещении ядерных испытаний в воздухе и космосе и проект «Орион» был заморожен.
Для заключения договора были серьёзные причины. Высотные взрывы наносили ущерб экологии и, кроме того, Земля окружена ловушками заряженных частиц - радиационными поясами, который заполняются заряженными частицами в случае ядерных взрывов в атмосфере и космосе. Впоследствии эти заряженные частицы высыпаются в высоких широтах, создают радиационный фон и радиопомехи.
Полёты "Ориона" несли тот же риск, а, в случае аварии, падение корабля набитого атомными бомбами было конечно же опасно. Безопасным вариантом была бы сборка и запуск "Ориона" с лунной станции, но её нет до сих пор. Вообще, доставка на Луну деталей большого корабля и бомб с помощью обычных ракет и последующая сборка - задача очень не простая.
Фримен Дайсон сам помогал готовить договор, но надеялся, что для «Ориона» сделают исключение. В статье в журнале Science [1], выпущенной в 1965 уже после закрытия проекта «Орион» Дайсон описывает перспективы быстрых полетов к Марсу и видно, что человек переживает. Его можно понять. Если бы Испания в 1491 году заключила с Англией договор о запрещении испытаний каравелл на море, то Колумб бы тоже психовал.
Межзвездные корабли бороздят только бескрайние просторы киноэкранов в «Отроках во Вселенной» и «Космической Одиссее 2001».
Дайсон ещё долго настаивал, что ядерный космический корабль был бы решением проблем космических путешествий.
Думаю, что он был прав...
Ещё о Фримене Дайсоне пост Сфера Дайсона
ЛИТЕРАТУРА:
1. “Death of a Project” by Freeman Dyson Science 9 July 1965
2. “Interstellar transport” by Freeman Dyson Physics Today, October 1968 (перевод)
4. Dyson G., Sobel D. Project Orion: The True Story of the Atomic Spaceship
5. «Звездные войны. Американская Республика против Советской Империи» А.И.Первушин
