jordiska rädslor
Jordiska rädslor och det nära universum, det vill säga något för en sen årsdag
Det sena 50- och 60-talet var de hetaste perioderna av det kalla kriget, den stora rädslan för kärnvapenförintelsen, Kubakrisens dagar (oktober 1962) och den enorma tekniska acceleration som drevs av denna rädsla. Sovjet? Medresenär? gick in i omloppsbana i oktober 1957, en månad senare avgick Laika utan att återvända, och samtidigt, vid Cape Canaveral, såg amerikanska journalister explosionen av Avangard TV3-raketen och kom till och med på speciella namn för den, till exempel Stayputnik (från , dvs. ) eller Kaputnik.
Sista plywood Sputnik med den tyska grundades eftersom fadern till det amerikanska missilprogrammet var Wernher von Braun. Den sista dagen i januari 1958 lyckades amerikanerna äntligen skicka sin första satellit i omloppsbana, två år senare gick Jurij Gagarin ut i rymden och återvände en månad senare? honom, men bara i en suborbital flygning, Alan Shepard. Bakom alla ansträngningar från rymdkapplöpningen låg inte så mycket de deltagande ländernas nationella stolthet eller (skämt) viljan att utforska det okända, utan en känsla av fara, eftersom den första provuppskjutningen av ICBM:er ägde rum i augusti 1957. Det var R-7 Semiorka med förmågan att bära en stridsspets på 5 Mt. Sputnik, Laika, Yuri Gagarin, alla sovjetiska, ryska och andra kosmonauter och astronauter som flyger från ryska kosmodromer lanserade på efterföljande, modifierade och kompletterade med nya stadier av raketer av denna typ. Snygg grunddesign!
Kemiska raketer har varit och förblir den enda metoden för att leverera nyttolaster och människor i omloppsbana och bortom, men detta är långt ifrån idealiskt. De exploderar inte så ofta, men förhållandet mellan nyttolasten och låg jordomloppsbana (LEO) och massan av själva raketen, som är svår att bygga och samtidigt engångsbruk, förblir astronomiskt (bra ord!) Förhållandet är 1 till 400–500 (sovjetiska Vostok, d.v.s. modifierad R-7 plus andra steg, 5900 kg per 300 kg, nyare Soyuz 000–7100 kg per 7800 kg raket).
Lätta raketer som bärs av flygplan, som i det amerikanska WhiteKnightTwo suborbital turismsystemet, skulle kunna vara lite hjälp? SpaceShipTwo (2012?). Detta förändrar dock inte mycket, eftersom du fortfarande behöver bränna något och spränga det åt ena hållet för att flyga åt det andra. Det är inte förvånande att alternativa metoder övervägs, varav två troligen ligger närmast: en stor kanon som avfyrar en projektil med innehåll som kan motstå uppskjutnings-g-krafterna, och en rymdhiss. Den första lösningen var redan i ett mycket långt framskridet utvecklingsstadium, men den kanadensiske byggherren fick till slut säkra finansieringen av projektet från Saddam X., och han dödades i mars 1990 av okända angripare? framför sin lägenhet i Bryssel. Det senare, till synes helt orealistiskt, har nyligen blivit mer troligt med utvecklingen av ultralätta nanorörsfibrer i kol.
För ett halvt sekel sedan, det vill säga på tröskeln till en ny rymdålder, tvingade den låga effektiviteten och felfrekvensen hos mycket avancerad raketteknik forskare att fundera över möjligheten att använda en mycket effektivare energikälla. Kärnkraftverk har varit i drift sedan mitten av 50-talet och den första atomubåten, USS Nautilus, togs i drift. den togs i bruk 1954, men reaktorerna var och förblev så tunga att efter flera experiment övergavs försök att använda dem för flygmotorer, och utopiska projekt för att skapa dem i rymdfarkoster utvecklades inte.
Det återstod en andra, mycket mer frestande, möjlighet att använda kärnvapenexplosioner för att driva fram dem, det vill säga att kasta kärnvapenbomber mot rymdskepp för att gå ut i rymden. Idén om en kärnimpulsmotor tillhör den enastående polske matematikern och teoretiska fysikern Stanislaw Ulam, som deltog i utvecklingen av den amerikanska atombomben (Manhattan Project), och senare var medförfattare till den amerikanska termonukleära bomben (Teller-Ulam) ). Uppfinningen av kärnkraftsframdrivning (1947) var enligt uppgift den polske vetenskapsmannens favoritidé och utvecklades av en speciell grupp som arbetade 1957-61 med Orion-projektet.
Boken som jag vågar rekommendera till mina kära läsare har en titel, dess författare är Kenneth Brower, och huvudpersonerna är Freeman Dyson och hans son George. Den första är en enastående teoretisk fysiker och matematiker, inkl. kärnteknikspecialist och Templetonpristagare. Han ledde det nyss nämnda teamet av vetenskapsmän och i boken representerar han vetenskapens och vetenskapens kraft att nå stjärnorna, medan hans son bestämde sig för att bo i en trädkoja i British Columbia och åka kajak längs Kanadas och Alaskas västkust. . han bygger. Detta betyder dock inte att den sextonårige sonen avsade sig världen för att sona sin fars atomsynder. Inget sådant, för även om gesten att avvisa de mest framstående amerikanska universiteten till förmån för pinjeträd och klippiga stränder var ett element av uppror, byggde George Dyson sina kajaker och kanoter av de senaste (dåvarande) glaslaminaten på aluminiumramar, och senare, d.v.s. inte täckt av bokens handling., återvände till universitetsvärlden som vetenskapshistoriker och skrev i synnerhet en bok om arbetet med Orion-projektet ().
Bomba rymdplan
Principen som uppfanns av Ulam är mycket enkel, men Dysons team tillbringade fyra år på en herkulisk uppgift att utveckla de teoretiska grunderna och antagandena för designen av nya rymdfarkoster. Atombomber exploderade inte, men framgångsrika experiment genomfördes där serieexplosioner av små laddningar satte modeller i rörelse. Till exempel, i november 4, steg en modell med en diameter på 1959 m under kontrollerad flygning till en höjd av 1 m. Flera målstorlekar på rymdfarkosten antogs, siffrorna i antagandena håller på att slå ner, en av de två största designbrister löses av ovan nämnda hiss, så vem vet, vi kanske flyger någonstans långt bort?!
Ulams första praktiska tips var att atomexplosionen inte kunde begränsas till ett begränsat utrymme i förbränningskammaren, som Freeman Dysons teoretiska design ursprungligen hade förutspått. Var det tänkt att rymdfarkosten designades av Orion-teamet ha en tung stålspegel? en platta som samlar energin från explosioner från små laddningar som skjuts ut sekventiellt genom ett centralt hål.
En meganewton-chockvåg som träffar plattan med en hastighet av 30 000 m/s med en sekunds intervaller skulle ge den gigantiska överbelastningar även med enorm massa, och även om rätt utformad struktur och utrustning skulle kunna motstå överbelastningar på upp till 100 G,? de ville att deras fartyg skulle kunna flyga människor, och därför utvecklades ett tvåstegs dämparsystem för att "jämna ut" det. stabil dragkraft från 2 till 4 G för besättningen.
Den grundläggande utformningen av den interplanetära (interplanetära) rymdfarkosten Orion antog en massa på 4000 ton, en spegeldiameter på 40 m, en total höjd av 60 m och en kraft av de använda laddningarna på 0,14 kt. De mest intressanta uppgifterna jämför naturligtvis framdrivningssystemets effektivitet med klassiska raketer: Orion var tvungen att använda 800 bomber för att skjuta upp sig själv och 1600 ton nyttolast i låg jordomloppsbana (LEO), som vägde 3350 ton? Saturn V från Apollo-månprogrammet bar 130 ton.
Att beströja vår planet med plutonium var den viktigaste nackdelen med projektet och en av anledningarna till att Orion övergavs efter undertecknandet av avtalet om partiell kärnprovsbegränsning 1963, som förbjöd detonation av atomladdningar i jordens atmosfär, yttre rymden och under vatten. Den tidigare nämnda futuristiska rymdhissen skulle effektivt kunna lösa detta radioaktiva problem, och en återanvändbar rymdfarkost som kan bära 800 ton nyttolast för att kretsa runt Mars och tillbaka är ett frestande förslag. Denna beräkning är underskattad, eftersom start från marken och utformning med hänsyn till bemannad flygning med uppenbara konsekvenser i stötdämparnas vikt, så om en sådan maskin hade en modulär design med möjlighet att demontera stötdämparna och en del av besättningen för automatiska flyg...
En hiss som flyttar jorden bort från en nukleär rymdfarkost skulle också lösa andra problem, som effekten av elektromagnetiska pulser (EMP) på elektroniska enheter. Man bör komma ihåg att hemplaneten skyddar oss med Van Allen-bälten från kosmiska strålar och solflammor, men besättningen och utrustningen på varje fartyg i rymden måste skyddas av ytterligare sköldar. Orions kommer att ha den mest effektiva skölden mot strålning från motorexplosioner i form av en tjock stålspegelplatta och reservkapacitet för även de mest hållbara tilläggssköldarna.
Nästa versioner av Orions hade ännu bättre taro-bärförmåga, eftersom. med en massa på 10 ton ökade lastkraften till 000 kt, men belastningen från jorden (tfu, tfu, apage, det är bara teoretiskt för jämförelse) i LEO var redan 0,35% av fartygets massa (61 ton) , och i Mars omloppsbana skulle det vara 6100 ton. Det mest extrema av projekten involverade konstruktionen av en "intergalaktisk ark?" med en massa på 5300 8 000 000 ton, som redan kan vara en riktig stad i rymden, och beräkningar visade att Orions som drivs av termonukleära laddningar kunde accelerera till 0,1 s (10 % av ljusets hastighet) och flyga till stjärnan närmast oss Proxima Centauri, genom XNUMX år.
Dysons team löste alla stora designproblem, av vilka många förfinades under efterföljande år av andra vetenskapsmän, av vilka många skingrades av praktiska observationer som gjordes under kärnvapenprover ovan jord. Det har till exempel bevisats att slitaget på en spegelabsorberande platta av stål eller aluminium vid ablation (avdunstning) är minimalt, eftersom vid en beräknad stötvågstemperatur på 67°C framför allt avges ultraviolett strålning som inte tränger igenom. de flesta material. , speciellt vid tryck av storleksordningen 000 MPa som förekommer på plattans yta, kan ablation också enkelt elimineras helt genom att spraya plattan med olja mellan explosioner. Orionister? det var planerat att tillverka speciella och ganska komplexa cylindriska rörliga patroner? väger 340 kg, men det är nu möjligt att orsaka explosioner av automatiskt framställda ettgrams "atomtabletter"? laserstråle, och en sådan enstaka explosion har en energi på cirka 140-10 ton TNT.
Kolla på filmer
Besök av den första kosmonauten Yuri Gagarin i Polen.
Besök av den första kosmonauten Yuri Gagarin i Polen
Projekt Orion? To Mars A. Bomb 1993, 7 delar, på engelska
Project Orion - To Mars with a bomb A. 1993
Project Orion - Till Mars med en bomb A. 1993 del 2
Project Orion - Till Mars med en bomb A. 1993 del 3
Project Orion - Till Mars med en bomb A. 1993 del 4
Project Orion - Till Mars med en bomb A. 1993 del 5
Project Orion - Till Mars med en bomb A. 1993 del 6
Project Orion - Till Mars med bomben A. 1993 final
