Έργο Orion: Κρόνος μέχρι το 1970 - 💡 Fix My Ideas

Έργο Orion: Κρόνος μέχρι το 1970

Έργο Orion: Κρόνος μέχρι το 1970


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Δύο οχήματα εξερεύνησης του Άρη σε συνοχή, σχεδιασμένα από τη Γενική Ατομική για τη NASA το 1963-1964.

Πριν από πενήντα χρόνια, τα πτερύγια ουράς, και όχι οι ζώνες ασφαλείας, ήταν στάνταρ εξοπλισμός στα αμερικανικά αυτοκίνητα. Η Ρωσία ήταν μπροστά στο διάστημα, αλλά η Αμερική ήταν μπροστά στο δρόμο. Ο Sputnik I, βάρους 184 κιλών, ξεκίνησε στις 4 Οκτωβρίου 1957 και γύρισε τη Γη κάθε 90 λεπτά για τους επόμενους τρεις μήνες. Ο Sputnik II, που βάρυνε 1.120 λίβρες, ακολούθησε στις 3 Νοεμβρίου και συμπεριέλαβε τον Laika, τον πρωτοπόρο των σκύλων διαστημικής διατήρησης. Ο τρίτος τεχνητός δορυφόρος της Γης ξεκίνησε από έναν πυραύλο Jupiter-C των 32 τόνων που κατασκευάστηκε από την Chrysler Corporation στις 31 Ιανουαρίου 1958. Ο Explorer έβγαλε 31 λίβρες.

Ο αγώνας για το διάστημα είχε αρχίσει. Στην Ουάσινγκτον, Δ. Κ., Το Γραφείο Προχωρημένων Ερευνητικών Προγραμμάτων (τώρα DARPA) έλαβε ένα μικρό γραφείο στο Πεντάγωνο και ανέθεσε το έργο της κάλυψης. Η NASA δεν θα υπήρχε μέχρι τον Ιούλιο του 1958. Και οι τρεις ένοπλες υπηρεσίες είχαν ανταγωνιστικά σχέδια στο διάστημα. "Αν πετάει, αυτό είναι το τμήμα μας", ισχυρίστηκε η Πολεμική Αεροπορία. "Αλλά ονομάζονται διαστημόπλοια", απάντησε το Πολεμικό Ναυτικό. "Εντάξει, αλλά η Σελήνη είναι υψηλό έδαφος", απάντησε ο στρατός, ο οποίος είχε ήδη στρατολογήσει τον πρωτοπόρο του πυραύλου Wernher von Braun.

Η αποστολή του ARPA ήταν να εξετάσει όλες τις εναλλακτικές λύσεις, όσο και αν ήταν εφικτές.Μια από τις εναλλακτικές λύσεις, με την ονομασία Project Orion, ήταν ένα διαπλανητικό διαστημόπλοιο που τροφοδοτείται από πυρηνικές βόμβες. Ο Ωρίωνας ήταν ο απόγονος μιας ιδέας που προτάθηκε αρχικά, ως μη επανδρωμένο όχημα, από τον μαθητή του Los Alamos Stanislaw Ulam λίγο μετά τη δοκιμή ατομικής βόμβας Trinity στο Alamogordo, NM, στις 16 Ιουλίου 1945. Ήταν χαρακτηριστικό του Ulam να σκέφτεται να χρησιμοποιεί βόμβες για να παραδώσει πυραύλους, ενώ όλοι οι άλλοι σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν βλήματα για να παραδώσουν βόμβες.

Με τον Sputnik να περιστρέφεται πάνω από το κεφάλι, ο σχεδιαστής βόμβας του Los Alamos Theodore B. Taylor (βλέπε MAKE, Τόμος 07, σελ. 188), ο οποίος πρόσφατα μετακόμισε στη Γενική Ατομική Διεύθυνση της General Dynamics, αποφάσισε ότι το Ulam αξίζει τον κόπο. "Ήμουν μέχρι όλη τη νύχτα και μετά είχα τρομάξει ότι τα πράγματα έγιναν μεγάλα", θυμάται. "Η ενέργεια διαιρούμενη με τον όγκο δίδει πίεση, έτσι οι πιέσεις ήταν εκτός οράματος, εκτός αν ήταν πολύ μεγάλη. Το πήρε πιο εύκολο καθώς μεγάλωσε ».

Σύμφωνα με τον Τέιλορ, ο Charles Loomis, ένας πρώην συνάδελφος του Los Alamos που εργάζεται στο παρακείμενο γραφείο, δήλωσε: "Λοιπόν, σκεφτείτε μεγάλη! Αν δεν είναι μεγάλη, είναι λάθος. "Η προοπτική του Taylor μετατοπίστηκε. Στις 3 Νοεμβρίου 1957, την ημέρα που ξεκίνησε ο Sputnik II (με το Laika στο πλοίο), ο Γενικός Ατομικός εξέδωσε την T.B. Σημείωση του Taylor σχετικά με τη δυνατότητα πυρηνικής προώθησης ενός πολύ μεγάλου οχήματος σε ταχύτητες μεγαλύτερης από τη γη διαφυγής.

Η πρότασή του, που υποβλήθηκε στο ΑΡΠΑ στις αρχές του 1958, οραματίστηκε ένα όχημα 4000 τόνων, το οποίο μεταφέρει 2.600 βόμβες 5 κιλοτόν. Η ARPA έγραψε μια επιταγή για $ 999,750 για να ξεκινήσει τα πράγματα μακριά. Οι προτεινόμενες αποστολές κυμαίνονταν από την ικανότητα να παραδίδει "μια κεφαλή υδρογόνου τόσο μεγάλη ώστε να καταστρέψει μια χώρα το ένα τρίτο του μεγέθους των Ηνωμένων Πολιτειών" σε μια μεγάλη περιήγηση στο ηλιακό σύστημα που οι κύριοι επιστήμονες του Orion οραματίστηκαν ως επέκταση του ταξιδιού του Ντάργουιν το Beagle: μια τετραετής εκστρατεία στα φεγγάρια του Κρόνου, συμπεριλαμβανομένης μιας διετούς παραμονής στον Άρη.

"Κρόνος μέχρι το 1970", προβάλλεται από τους φυσικούς. "Όποιος ελέγχει τον Ωρίωνα θα ελέγξει τον κόσμο", δήλωσε ο στρατηγός Thomas Power, αρχηγός της στρατηγικής αεροπορικής διοίκησης. Μια ανασκόπηση της πολεμικής αεροπορίας του έργου κατέληξε στο συμπέρασμα: «Οι χρήσεις του Ωρίωνα εμφανίζονται ως απεριόριστες όπως το ίδιο το διάστημα».

Στο κέντρο της νέας πανεπιστημιούπολης των 300 στρεμμάτων στο La Jolla, στην Καλιφόρνια, κοντά στο Torrey Pines, υπήρχε μια κυκλική τεχνική βιβλιοθήκη, δύο ιστοριών ύψους και 135 τετραγωνικών μέτρων - ακριβώς η διάμετρος του σχεδίου Orion των 4.000 τόνων. Η βιβλιοθήκη παρείχε μια αίσθηση κλίμακας. Ο Ted Taylor θα έδειχνε ένα αυτοκίνητο ή ένα φορτηγό παράδοσης, το μέγεθος των υπαρχόντων διαστημικών οχημάτων, και θα λέει: "Αυτό είναι αυτό που ψάχνεις μέσα από την κλειδαρότρυπα". Τότε θα έδειχνε στη βιβλιοθήκη και θα έλεγε: "Και αυτός είναι αυτός για το άνοιγμα της πόρτας. "

Ο Orion ήταν ένας μονοκύλινδρος κινητήρας εξωτερικής καύσης: ένα μόνο έμβολο που παλινδρομεί μέσα στο θάλαμο καύσης του κενού χώρου. Το πλοίο, το σχήμα αυγού και το ύψος ενός κτιρίου 20 ορόφων, είναι το έμβολο, το οποίο είναι θωρακισμένο από πλάκα ώθησης 1,000 τόνων προσαρμοσμένο από τα πόδια που απορροφούν κραδασμούς. Οι πρώτες 200 εκρήξεις, που εκτοξεύθηκαν σε ημίσεια δευτερόλεπτα, με συνολική απόδοση ισοδύναμη με περίπου 100.000 τόνους TNT, θα σήκωναν το πλοίο από το επίπεδο της θάλασσας στα 125.000 πόδια. Εξήντα επιπλέον εκρήξεις, που σταδιακά αυξάνουν σε απόδοση έως 5 κιλοτόνους το καθένα, θα κατέστρεφαν το πλοίο σε τροχιά 300 μιλίων γύρω από τη Γη.

"Πέρασα πολλά όνειρα για να παρακολουθήσω την πτήση, την κάθετη πτήση", θυμάται ο Taylor, ο οποίος σχεδίαζε να επιβιβαστεί στο αρχικό ταξίδι στον Άρη. «Η πρώτη πτήση από το πράγμα που κάνει την πλήρη αποστολή του θα ήταν το πιο θεαματικό πράγμα που οι άνθρωποι είχαν δει ποτέ».

Το οδικό όχημα Orion 4,000 τόνων που προτάθηκε το 1958 είχε ως στόχο να παραδώσει 1.600 τόνους σε μια τροχιά 300 μιλίων, 1200 τόνους σε μια μαλακή σεληνιακή προσγείωση ή 800 τόνους σε μια τροχιά του Άρη και να επιστρέψει σε τροχιά μήκους 300 μιλίων η γη. Ένα "Προηγμένο Διαπλανητικό Πλοίο", που τροφοδοτήθηκε από βόμβες 15 κιλοτόνων, με βάρους απογείωσης 10.000 τόνων, θεωρήθηκε ως 185 πόδια σε διάμετρο και 280 πόδια σε ύψος. Το ωφέλιμο φορτίο σε μια τροχιά 300 μιλίων ήταν 6.100 τόνοι, σε μια μαλακή σεληνιακή προσγείωση 5.700 τόνων, ή σε μια προσγείωση σε έναν εσωτερικό δορυφόρο του Κρόνου και να επιστρέψει σε τροχιά γη 300 μιλίων - μια τριετή γύρο-ταξίδι - 1.300 τόνους.

Η πυρηνική σχάση απελευθερώνει εκατομμύρια φορές την ενέργεια από την καύση χημικών, αλλά αν θέλετε να οδηγήσετε ένα διαστημόπλοιο, η ενέργεια από μόνη της δεν αρκεί. Το Orion εξαρτάται από το αν η μετάφραση της ενέργειας μιας βόμβας στη δυναμική ενός πλοίου ήταν εφικτή ή όχι. Θα μπορούσατε να φυσήξετε κάτι χωρίς να το ανατινάξετε; Η απάντηση φάνηκε να είναι ναι.

Οι πυρηνικοί πυραύλοι εσωτερικής καύσης περιορίζονται από τη θερμοκρασία στην οποία αρχίζει να λιώνει το πλοίο. Το Orion αποφεύγει αυτόν τον περιορισμό, επειδή καίει το καύσιμο σε ξεχωριστούς παλμούς και σε απόσταση αποφεύγει τις υψηλές θερμοκρασίες μέσα στο πλοίο. Σε ένα χημικό πύραυλο, το καύσιμο καύσης γίνεται το προωθητικό. Το προωθητικό του Orion μπορεί να είναι σχεδόν οποιοδήποτε φτηνό, αδρανές υλικό που τοποθετείται ανάμεσα στον ωθητή και τη βόμβα. Μπορεί να είναι τόσο ελαφρύ όσο το πολυαιθυλένιο ή τόσο βαρύ όσο το ουράνιο και σε ένα μακρύ ταξίδι μπορεί να περιλαμβάνει απόβλητα πλοίων εκτός από πάγο, κατεψυγμένο μεθάνιο ή άλλο υλικό που έχει παραχθεί κατά μήκος του δρόμου.

Το προωθητικό εξατμίζεται σε πίδακα πλάσματος με τη βόμβα. Σε αντίθεση με έναν πυραύλο, που ωθεί το προωθητικό μακριά από το πλοίο, ο Ωρίωνας σπρώχνει το πλοίο μακριά από το προωθητικό - εκτοξεύοντας βραδέως κινούμενο προωθητικό, αναφλέγοντας τη βόμβα, και στη συνέχεια αναπηδώντας μερικά από τα προκύπτοντα γρήγορα κινούμενα προωθητικά από το κάτω μέρος το πλοίο. Τα συντρίμμια βόμβας χτυπάει τον ωθητή σε περίπου 100 φορές την ταχύτητα της εξάτμισης ενός πυραύλου, παράγοντας θερμοκρασίες που δεν μπορούσε να αντέξει ακροφύσιο πυραύλων.

Για περίπου το 1 / 3,000th του δευτερολέπτου, το πλάσμα σταματά ενάντια στην πλάκα ώθησης σε θερμοκρασία περίπου 120.000 ° F - θερμότερη από την επιφάνεια του ήλιου, αλλά πιο δροσερή από ότι μια βόμβα. Ο χρόνος είναι πολύ μικρός ώστε η θερμότητα να διεισδύσει στον ωθητήρα, έτσι ώστε το πλοίο να μπορεί να επιβιώσει από μια εκτεταμένη σειρά παλμών, όπως κάποιος μπορεί να τρέξει ξυπόλητος σε ένα κρεβάτι από κάρβουνα.

Ακόμα και σε μια φιλόδοξη διαπλανητική αποστολή που περιλαμβάνει αρκετές χιλιάδες εκρήξεις, ο συνολικός χρόνος αλληλεπίδρασης πλάσματος-ώθησης είναι μικρότερος από ένα δευτερόλεπτο. Οι υψηλές θερμοκρασίες απομονώνονται με ασφάλεια, τόσο σε χρόνο όσο και σε απόσταση, από το πλοίο.

Για επτά χρόνια, η ομάδα Orion εργάστηκε σε μια σειρά όλο και πιο λεπτομερών σχεδίων, αλλά ποτέ δεν έλαβε το πράσινο φως για να προχωρήσει σε πραγματικές πυρηνικές δοκιμές. "Κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος, δεν βρέθηκε κανένας τεχνικός λόγος που θα καθιστούσε την έννοια εφικτή", συμπέραναν στην τελική έκθεση του έργου.

Ήταν αδύνατο να χωριστεί η ανάπτυξη του Ωρίωνα από την ανάπτυξη βόμβων. Το 1958, οι Η.Π.Α. έλεγαν περίπου 100 μεγατόνους πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα κάθε χρόνο - και δεν έφταναν πλέον κοντά στον Άρη ως αποτέλεσμα. Μια πλήρης αποστολή του Ωρίωνα θα είχε προσθέσει περίπου το 1% στην πτώση από τις υπάρχουσες δοκιμές όπλων. Οι φυσικοί του Orion πίστευαν ότι αυτό θα μπορούσε να μειωθεί κατά ένα συντελεστή μεταξύ 10 και 100 σχεδιάζοντας καθαρότερες και πολύ κατευθυντικές βόμβες. Τα στοιχεία που εξακολουθούν να είναι ταξινομημένα υποδηλώνουν ότι ήταν τουλάχιστον εν μέρει σωστά.

Ο Ωρίωνας παραμένει η απάντηση σε μια ερώτηση που ποτέ δεν μπορούσαμε να ζητήσουμε. Λόγω της μυστικότητας, το έργο δεν άνοιξε ποτέ σε δημόσια συζήτηση και δεν είχε καμία πιθανότητα να κερδίσει λαϊκή υποστήριξη. Υπήρξε ένα στενό παράθυρο ευκαιρίας μεταξύ της εκτόξευσης του Sputnik τον Οκτώβριο του 1957 και της ίδρυσης της NASA τον Ιούλιο του 1958. Καθώς ο ρόλος του ARPA στο διάστημα κατέληξε σε συμπέρασμα, οι στρατιωτικές αποστολές πήγαν στην Πολεμική Αεροπορία και ειρηνικές αποστολές στη NASA.

Ως αποτέλεσμα, ο Ωρίωνας ήταν ορφανός. Η Πολεμική Αεροπορία ήταν απρόθυμη να εγκρίνει ένα έργο με στόχο την ειρηνική εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Η NASA ήταν απρόθυμη να υιοθετήσει ένα έργο που οδηγείται από βόμβες. Το αρχικό όραμα του Taylor - ότι οι αξιωματικοί της Πολεμικής Αεροπορίας θα έπαιζαν τη γέφυρα, ενώ οι πολιτικοί επιστήμονες δειγματοληψούσαν τους δακτυλίους του Κρόνου - έχασε την ευκαιρία.

"Θα αναγνωρίσετε ίσως το μείγμα της τεχνικής σοφίας και της πολιτικής αθωότητας με το οποίο ερχόμασταν στο Σαν Ντιέγκο το 1958, παρόμοιο με το Los Alamos του 1943", ο συνάδελφος του Taylor Freeman Dyson, ο πατέρας μου, έγραψε στον J. Robert Oppenheimer στις 17 Μαρτίου , Το 1965, όταν τελικά το έργο τελείωσε. "Έπρεπε να μάθεις την πολιτική σοφία με επιτυχία και εμείς με αποτυχία".

Σε μια προκήρυξη του Ομήνου που εμφανίστηκε στην Επιστήμη, ο πατέρας μου, ο οποίος είχε προγραμματίσει να επιβιβαστεί για το ταξίδι στον Άρη και τον Κρόνο, επεξεργάστηκε: «Τι θα συνέβαινε αν η κυβέρνηση μας είχε δώσει πλήρη στήριξη το 1959 έκαναν σε μια παρόμοια ομάδα ερασιτεχνών στο Los Alamos το 1943; Θα είχαμε φτάσει μέχρι τώρα ένα φτηνό και γρήγορο σύστημα μεταφοράς που θα επεκτείνεται σε όλο το ηλιακό σύστημα; Ή είμαστε τυχεροί να έχουμε τα όνειρά μας ανέπαφα; "

Προσαρμοσμένο από το βιβλίο Project Orion, με νέο υλικό. Το Μέρος 2 του παρόντος άρθρου, "Project Orion: Deep Space Force" θα εμφανιστεί στο MAKE, τόμος 13.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Οι χαρές της αποκατάστασης μιας παλιάς ομιλίας κλίμακας Grody

Οι χαρές της αποκατάστασης μιας παλιάς ομιλίας κλίμακας Grody


Δείτε τους αγαπημένους δημιουργούς περιεχομένου DIY στο Maker Faire της Νέας Υόρκης

Δείτε τους αγαπημένους δημιουργούς περιεχομένου DIY στο Maker Faire της Νέας Υόρκης


Τα Πολλοί Τροχοί Θαύματα του Maker Faire Ανόβερο

Τα Πολλοί Τροχοί Θαύματα του Maker Faire Ανόβερο


Ο Gordon McComb, πατέρας της ρομποτικής του χόμπι, έχει περάσει μακριά

Ο Gordon McComb, πατέρας της ρομποτικής του χόμπι, έχει περάσει μακριά