Верхом на бомбе: Атомные взрыволеты
Авторы: Михаил Попов и Антон Первушин1
Вы мне не поверите, и просто не поймете —
В космосе страшней, чем даже в Дантовском аду!
По пространству-времени мы прем на звездолете,
Как с горы на собственном заду!
Владимир Высоцкий, «Марш космических негодяев»
В космосе страшней, чем даже в Дантовском аду!
По пространству-времени мы прем на звездолете,
Как с горы на собственном заду!
Владимир Высоцкий, «Марш космических негодяев»
Космический корабль, приводимый в движение ядерными взрывами за кормой? На первый взгляд, это звучит совершенно безумно — с таким же успехом можно полететь на Луну, стреляя из гранатомета себе под ноги. Однако, если на секунду отказаться от скепсиса и изучить историю космонавтики, то мы обнаружим неожиданный факт. В середине 20 века подобный принцип передвижения всерьез рассматривался как наилучшая альтернатива ракетной тяге.
Человек садится на атомную бомбу и бодро кричит: «Поехали!». Насколько это вообще возможно? Что известно об этом фантастическом проекте и почему он до сих пор остался на бумаге? Попробуем разобраться.
Человек садится на атомную бомбу и бодро кричит: «Поехали!». Насколько это вообще возможно? Что известно об этом фантастическом проекте и почему он до сих пор остался на бумаге? Попробуем разобраться.
БАБАХ — И НА НЕБЕ!
Человечество уже давно знакомо с невероятной энергией ядерного взрыва. Но мы до сих пор не умеем ее использовать в мирных целых (контролируемый распад не в счет, так как речь идет именно об укрощении атомного гриба). Насколько бы фантастичным ни казался лозунг «через бомбы — к звездам», факты говорят сами за себя.
ЭВРИКА!
«Отцом» взрыволетов считается польский математик Станислав Улам (1909—1984). Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако Улам считал своим величайшим изобретением именно «взрывной» космический двигатель. Ученый описал это устройство в 1947 году, вдохновившись, по его собственным словам, романом Жюля Верна «С Земли на Луну»
В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации General Atomics приступили к работе над проектом Министерства обороны США с кодовым названием «Орион». Среди его участников были такие знаменитости, как Теодор Тейлор — один из создателей американской атомной бомбы, и Фримен Дайсон — ученый, некоторые идеи которого хорошо известны писателям-фантастам. Например, он считал, что развитая инопланетная цивилизация обязательно заключит свою звезду в искусственную сферу («Сферу Дайсона»), чтобы более эффективно использовать ее энергию. Другой популярной идеей ученого является генетически модифицированное растение, «дерево Дайсона», способное расти на комете.
На первом этапе атомщики всесторонне изучили предложение Дайсона о том, чтобы сделать некое подобие «ядерного двигателя внутреннего сгорания» — то есть взрывать бомбы внутри огромной сферы (эту разработку иногда называют проект «Гелиос») и использовать специально сконструированное сопло для создания реактивной тяги, однако даже самые приблизительные расчеты показали полную несостоятельность этого проекта.
Было принято решение производить маломощные атомные взрывы на расстоянии в 200 футов (60 метров) от корабля и «улавливать» их энергию при помощи бронированной плиты — отражателя. Каждую последующую бомбу предполагалось выбрасывать в момент детонации предыдущей.
Серия ударных импульсов вызвала бы ускорение, губительное для экипажа. Этот нюанс никак не влиял на беспилотный вариант «Ориона» (проект изначально разрабатывался для военного применения — как новое средство доставки сверхмощного ядерного оружия), однако ставил крест на пилотируемых полетах.
Именно поэтому в техническом задании «Ориона» предусматривалась необходимость создания подходящих амортизаторов. Рассматривались варианты со сверхмощными пневматическими поршнями (очень сложная, но, по словам инженеров «Ориона», вполне реальная конструкция) и с мягкими баллонами, наполненными газом под небольшим давлением.
Предварительные инженерные расчеты показывали, что при текущем уровне развития технологий (1958 год) вполне можно было построить небольшие модели взрыволетов, испытать их в действии, накопить нужный опыт и через 7—10 лет лететь на другие планеты. По воспоминаниям Фримена Дайсона, у научной команды «Ориона» был девиз: «Марс — к 1965 году, Сатурн — к 1970!».
В теории все выглядело просто головокружительно. Однако судьба «Ориона» оказалась печальной. Через год проект лишили министерского финансирования, а молодое агентство NASA решило не брать его на баланс, сконцентрировав усилия на менее дорогих ракетных двигателях. Дело в том, что как раз в эти годы начиналась «космическая гонка», а США нужно было в кратчайшие сроки ликвидировать отставание от СССР.
Считается, что последний гвоздь в крышку гроба «Ориона» забил международный Договор о запрещении испытаний ядерного оружия, подписанный в 1963 году. Согласно ему, все ядерные взрывы в атмосфере, космосе и под водой объявлялись незаконными. Никаких оговорок о мощности заряда не делалось, поэтому даже мини-бомбы «Ориона» попали под этот запрет. Далеко не все ученые считали это разумным выходом. Например, известный астрофизик Карл Саган полагал, что строительство взрыволетов — наилучший путь ликвидации запасов ядерного оружия.
ПЛЮСЫ ВЗРЫВОЛЕТОВ
Ядерно-импульсный движитель «Ориона» по своим рабочим показателям намного превосходит хорошо известные нам ракетные приводы. Проблема в том, что почти всю массу химических ракет занимают горючее с окислителем, оставляя лишь минимальное место для полезной нагрузки. О ракетах говорят: «Топливо везет само себя». Ядерные реакции несравнимо мощнее химических, поэтому «Орион» должен был лететь всего на нескольких тоннах плутония и при этом брать на борт солидный груз.
Очевидное преимущество атомных реакций снимало извечную головную боль конструкторов — борьбу за снижение массы и увеличение вместимости корабля. С «Орионом» можно было не скромничать, создавая комфортабельные каюты для пассажиров, просторные командные рубки и лабиринты технических отсеков в лучших традициях научно-фантастических романов.
Первые, тестовые модели «Ориона», которые разрабатывались атомщиками из группы Тейлора, должны были иметь в длину до 20 метров и весить 300 тонн при «бомбовой» загрузке в 100 тонн. Но уже тогда находились мечтатели, рисовавшие в своем воображении циклопические взрыволеты весом в 8 миллионов тонн — эдакие космические ковчеги, собираемые на орбите.
Скорость — еще один козырь «Ориона». В теории он способен развивать около 10% от скорости света, что, фактически, дает нам долгожданный пропуск к звездам и «льготный абонемент» на планеты Солнечной системы. Об увеселительных полетах к Сириусу речи, конечно же, не велось. Например, путешествие к ближайшей звезде — Проксиме — на скорости в 10% от световой заняло бы 42 года. А делать там, заметим, абсолютно нечего. Считается, что этот красный карлик излишне активен и наверняка изуродовал протуберанцами все свои планеты, если таковые у него вообще имеются.
Так или иначе, но взрыволетная техника — единственный реальный на сегодняшний день способ осуществления межзвездных путешествий в разумные сроки. Американские шаттлы развивают скорость 7,8 километров в секунду и способны долететь до той же Проксимы примерно за 160 тысяч лет. «Гелиос 2» (1970) — самый быстрый космический аппарат, построенный человечеством, — смог разогнаться до 70,2 километров в секунду. К Проксиме он летел бы 17 тысяч лет.
Отражающая плита, принимающая на себя страшные волны энергии, — именно та часть «Ориона», которая вызывает больше всего вопросов. Все дело в том, что когда заходит речь о ядерных взрывах, мы подсознательно переносим этот «щит» в условия обычного ядерного взрыва (мощность которого измеряется килотоннами). Однако в случае с «Орионом» речь идет о миниатюрных бомбах мощностью около тонны тротила (для сравнения, самая разрушительная неядерная бомба MOAB, разработанная США для войны в Ираке, может «похвастаться» боезарядом, эквивалентным 12 тоннами тротила).
Кроме того, даже полномасштабный ядерный взрыв не способен разрушить специально подготовленные металлические конструкции. Так, в 1954 году при проведении операции «Замок» (ядерные испытания на атолле Бикини) неподалеку от заряда с кодовым обозначением «Браво» были установлены две необычные мишени — крупные стальные сферы, покрытые графитом. Этот взрыв вошел в историю из-за того, что ученые неправильно рассчитали его мощность — вместо запланированных 6 мегатонн бомба «выдала» 15.
Итоги взрыва «Браво» таковы: серьезное заражение местности, перебои с освещением на Гавайях и… две стальные сферы, найденные на некотором расстоянии от воронки двухкилометрового диаметра — целые и невредимые.
Существует мнение, что ядерный взрыв в безвоздушном пространстве не вызывает ударной волны, а следовательно, взрыволеты — не более чем миф. На самом деле межпланетное и межзвездное пространство заполнено плазмой (ионизированным газом низкой плотности). В обычных условиях его давления достаточно, чтобы разогнать, к примеру, солнечный парус («солнечный ветер» — та же самая плазма). А при подрыве ядерного заряда на отражатель, помимо плазмы, воздействует еще и распыленное «рабочее вещество» бомб. Для проекта «Орион» их начинку предлагалось делать в виде «бутерброда» из урана, оксида бериллия и вольфрама.
Человечество уже давно знакомо с невероятной энергией ядерного взрыва. Но мы до сих пор не умеем ее использовать в мирных целых (контролируемый распад не в счет, так как речь идет именно об укрощении атомного гриба). Насколько бы фантастичным ни казался лозунг «через бомбы — к звездам», факты говорят сами за себя.
ЭВРИКА!
«Отцом» взрыволетов считается польский математик Станислав Улам (1909—1984). Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако Улам считал своим величайшим изобретением именно «взрывной» космический двигатель. Ученый описал это устройство в 1947 году, вдохновившись, по его собственным словам, романом Жюля Верна «С Земли на Луну»
В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации General Atomics приступили к работе над проектом Министерства обороны США с кодовым названием «Орион». Среди его участников были такие знаменитости, как Теодор Тейлор — один из создателей американской атомной бомбы, и Фримен Дайсон — ученый, некоторые идеи которого хорошо известны писателям-фантастам. Например, он считал, что развитая инопланетная цивилизация обязательно заключит свою звезду в искусственную сферу («Сферу Дайсона»), чтобы более эффективно использовать ее энергию. Другой популярной идеей ученого является генетически модифицированное растение, «дерево Дайсона», способное расти на комете.
На первом этапе атомщики всесторонне изучили предложение Дайсона о том, чтобы сделать некое подобие «ядерного двигателя внутреннего сгорания» — то есть взрывать бомбы внутри огромной сферы (эту разработку иногда называют проект «Гелиос») и использовать специально сконструированное сопло для создания реактивной тяги, однако даже самые приблизительные расчеты показали полную несостоятельность этого проекта.
Было принято решение производить маломощные атомные взрывы на расстоянии в 200 футов (60 метров) от корабля и «улавливать» их энергию при помощи бронированной плиты — отражателя. Каждую последующую бомбу предполагалось выбрасывать в момент детонации предыдущей.
Серия ударных импульсов вызвала бы ускорение, губительное для экипажа. Этот нюанс никак не влиял на беспилотный вариант «Ориона» (проект изначально разрабатывался для военного применения — как новое средство доставки сверхмощного ядерного оружия), однако ставил крест на пилотируемых полетах.
Именно поэтому в техническом задании «Ориона» предусматривалась необходимость создания подходящих амортизаторов. Рассматривались варианты со сверхмощными пневматическими поршнями (очень сложная, но, по словам инженеров «Ориона», вполне реальная конструкция) и с мягкими баллонами, наполненными газом под небольшим давлением.
Предварительные инженерные расчеты показывали, что при текущем уровне развития технологий (1958 год) вполне можно было построить небольшие модели взрыволетов, испытать их в действии, накопить нужный опыт и через 7—10 лет лететь на другие планеты. По воспоминаниям Фримена Дайсона, у научной команды «Ориона» был девиз: «Марс — к 1965 году, Сатурн — к 1970!».
В теории все выглядело просто головокружительно. Однако судьба «Ориона» оказалась печальной. Через год проект лишили министерского финансирования, а молодое агентство NASA решило не брать его на баланс, сконцентрировав усилия на менее дорогих ракетных двигателях. Дело в том, что как раз в эти годы начиналась «космическая гонка», а США нужно было в кратчайшие сроки ликвидировать отставание от СССР.
Считается, что последний гвоздь в крышку гроба «Ориона» забил международный Договор о запрещении испытаний ядерного оружия, подписанный в 1963 году. Согласно ему, все ядерные взрывы в атмосфере, космосе и под водой объявлялись незаконными. Никаких оговорок о мощности заряда не делалось, поэтому даже мини-бомбы «Ориона» попали под этот запрет. Далеко не все ученые считали это разумным выходом. Например, известный астрофизик Карл Саган полагал, что строительство взрыволетов — наилучший путь ликвидации запасов ядерного оружия.
ПЛЮСЫ ВЗРЫВОЛЕТОВ
Ядерно-импульсный движитель «Ориона» по своим рабочим показателям намного превосходит хорошо известные нам ракетные приводы. Проблема в том, что почти всю массу химических ракет занимают горючее с окислителем, оставляя лишь минимальное место для полезной нагрузки. О ракетах говорят: «Топливо везет само себя». Ядерные реакции несравнимо мощнее химических, поэтому «Орион» должен был лететь всего на нескольких тоннах плутония и при этом брать на борт солидный груз.
Очевидное преимущество атомных реакций снимало извечную головную боль конструкторов — борьбу за снижение массы и увеличение вместимости корабля. С «Орионом» можно было не скромничать, создавая комфортабельные каюты для пассажиров, просторные командные рубки и лабиринты технических отсеков в лучших традициях научно-фантастических романов.
Первые, тестовые модели «Ориона», которые разрабатывались атомщиками из группы Тейлора, должны были иметь в длину до 20 метров и весить 300 тонн при «бомбовой» загрузке в 100 тонн. Но уже тогда находились мечтатели, рисовавшие в своем воображении циклопические взрыволеты весом в 8 миллионов тонн — эдакие космические ковчеги, собираемые на орбите.
Скорость — еще один козырь «Ориона». В теории он способен развивать около 10% от скорости света, что, фактически, дает нам долгожданный пропуск к звездам и «льготный абонемент» на планеты Солнечной системы. Об увеселительных полетах к Сириусу речи, конечно же, не велось. Например, путешествие к ближайшей звезде — Проксиме — на скорости в 10% от световой заняло бы 42 года. А делать там, заметим, абсолютно нечего. Считается, что этот красный карлик излишне активен и наверняка изуродовал протуберанцами все свои планеты, если таковые у него вообще имеются.
Так или иначе, но взрыволетная техника — единственный реальный на сегодняшний день способ осуществления межзвездных путешествий в разумные сроки. Американские шаттлы развивают скорость 7,8 километров в секунду и способны долететь до той же Проксимы примерно за 160 тысяч лет. «Гелиос 2» (1970) — самый быстрый космический аппарат, построенный человечеством, — смог разогнаться до 70,2 километров в секунду. К Проксиме он летел бы 17 тысяч лет.
Отражающая плита, принимающая на себя страшные волны энергии, — именно та часть «Ориона», которая вызывает больше всего вопросов. Все дело в том, что когда заходит речь о ядерных взрывах, мы подсознательно переносим этот «щит» в условия обычного ядерного взрыва (мощность которого измеряется килотоннами). Однако в случае с «Орионом» речь идет о миниатюрных бомбах мощностью около тонны тротила (для сравнения, самая разрушительная неядерная бомба MOAB, разработанная США для войны в Ираке, может «похвастаться» боезарядом, эквивалентным 12 тоннами тротила).
Кроме того, даже полномасштабный ядерный взрыв не способен разрушить специально подготовленные металлические конструкции. Так, в 1954 году при проведении операции «Замок» (ядерные испытания на атолле Бикини) неподалеку от заряда с кодовым обозначением «Браво» были установлены две необычные мишени — крупные стальные сферы, покрытые графитом. Этот взрыв вошел в историю из-за того, что ученые неправильно рассчитали его мощность — вместо запланированных 6 мегатонн бомба «выдала» 15.
Итоги взрыва «Браво» таковы: серьезное заражение местности, перебои с освещением на Гавайях и… две стальные сферы, найденные на некотором расстоянии от воронки двухкилометрового диаметра — целые и невредимые.
Существует мнение, что ядерный взрыв в безвоздушном пространстве не вызывает ударной волны, а следовательно, взрыволеты — не более чем миф. На самом деле межпланетное и межзвездное пространство заполнено плазмой (ионизированным газом низкой плотности). В обычных условиях его давления достаточно, чтобы разогнать, к примеру, солнечный парус («солнечный ветер» — та же самая плазма). А при подрыве ядерного заряда на отражатель, помимо плазмы, воздействует еще и распыленное «рабочее вещество» бомб. Для проекта «Орион» их начинку предлагалось делать в виде «бутерброда» из урана, оксида бериллия и вольфрама.
Путь к полной версии е-книги -
