Orion-projekti

Taiteilijan käsitys Orion-avaruusaluksesta NASAn suunnitteluvaiheesta
Taiteilijan käsitys Orion-avaruusaluksesta NASA: n suunnitteluvaiheesta, takaa katsottuna

Orion projekti oli tavoitteena kehittää ydinvoiman pulssi moottori kuin työntövoimajärjestelmiä avaruusaluksia . Projekti toteutettiin Yhdysvalloissa vuosina 1957–1965.

Suunnitelman mukaan avaruusalusta ajettiin ydinpulssikäytöllä atomipommiräjähdysten läpi , joista kukin tapahtui vain muutaman metrin etäisyydellä avaruusaluksen perän takana. Massiivisella suojuksella ja iskunvaimentimella suojattu avaruusalus “ratsastaa” räjähdysten iskuaalloilla . Orion-periaatteeseen perustuva ydinpulssimoottori yhdistää suuren spesifisen impulssin ja suuren työntövoiman . Tämä on ainutlaatuinen ominaisuus avaruusmatkailun propulsiomenetelmien joukossa .

Orion-projektin aloitti vuonna 1957 General Atomics Theodore B. Taylorin ja Freeman Dysonin johdolla . Sitä sponsoroivat peräkkäin Yhdysvaltain armeijan tutkimustoimisto ARPA , Yhdysvaltain ilmavoimat ja NASA . Rahoituksen aina pysynyt puitteissa, joka piti projekti vaihe toteutettavuustutkimuksen . Ajoa tai prototyypin rakentamista ei koskaan tehty, vain mallikokeet suoritettiin tavanomaisilla räjähteillä. Projekti peruttiin vuonna 1965 poliittisista syistä ja vuoden 1963 sopimuksen vuoksi, jossa kiellettiin ydinkokeiden tekeminen ilmakehässä, avaruudessa ja veden alla .

Kehityshistoria

Orion-projektin tarinan määrää pyrkimys saavuttaa pysyvä taloudellisten resurssien tarjonta. Hanke välitettiin peräkkäin useille lahjoittajille, jotka ovat ominaisia ​​myös vastaaville suunnitteluvaiheille. Vaikka lahjoittajat antoivat kukin riittävästi varoja projektin jatkamiseen, prototyypille ei ollut mahdollista saada riittävää rahoitusta. Tämän seurauksena projekti ei koskaan ylittänyt toteutettavuustutkimuksen asemaa.

Alkuperä

Periaate avaruusaluksen powered by ruuti räjähdyksiä palaa itsenäinen työskentely Hermann Ganswindt (ehdotettu noin 1880, julkaistu 1891) ja Nikolai Iwanowitsch Kibaltschitsch (ehdotettu 1881, julkaistu 1918). Ganswindt kuvaa z. B. "maailmankulkuneuvo", jota tulisi käyttää yhdessä dynamiittiräjähdysten kanssa. Ensimmäisen tieteellisen tutkimuksen dynamiittiräjähdyksillä käytetystä ajoneuvosta julkaisi vuonna 1900 Roman Gostkowski .

Ensimmäisen ehdotuksen avaruusaluksen käyttämisestä atomipommien kanssa teki Stanisław Marcin Ulam vuonna 1946 julkaisussa, joka julkaistiin vuonna 1956 Cornelius Everettin kanssa ydinpulssiaseman matemaattisesta perustasta. Atomienergiakomissio myöhemmin myönnettiin patentti perustuu tähän suunnitteluun.

Projektin alku

Orion-avaruusaluksen kuvaus varhaisessa konseptivaiheessa

Vuonna 1956 General Atomics perustettiin Frederic de Hoffmannin johdolla General Dynamicsin tytäryhtiönä ; Se oli asettanut itselleen yrityksen tavoitteen hyödyntää vasta löydetyn ydinenergian tuolloin kuvittelemattomia mahdollisuuksia. Francis de Hoffman onnistui rekrytoimaan monia fyysikkoja, jotka työskentelivät toisen maailmansodan aikana Los Alamosissa työskentelemään General Atomicsissa. Se tarjosi heille työilmapiirin, jossa tutkijat, kuten Los Alamosissa, voisivat työskennellä luovasti omien ideoidensa kanssa byrokratian estämättä. Yksi näistä fyysikoista oli Ted Taylor , joka puolestaan pystyi vakuuttamaan Freeman Dysonin työskentelemään General Atomicsissa vuoden ajan.

Yhdessä he kehittivät ensin TRIGA-reaktorin , mutta kääntyivät sitten yhteiseen unelmaan aurinkokunnan rauhanomaisesta etsimisestä. Taylor oli joutunut kosketuksiin Ulamin ideoiden kanssa Los Alamosissa, joten hän ja Dyson alkoivat työskennellä ydinpulssikäyttöisen avaruusaluksen ensimmäisten luonnosten parissa. Kunnianhimoisen mottonsa mukaan "Marsille vuoteen 1965, Saturnukseen vuoteen 1970 mennessä" Taylor ja Dyson suunnittelivat tehtäviä tutkia aurinkokuntaa.

Ensimmäisissä luonnoksissa suunniteltiin 60 metriä korkea avaruusalus, joka oli muotoinen ammuksen muotoinen ja 40 m: n halkaisijalla varustettu ohjauslevy. Avaruusaluksen, jonka massa oli 4000 t, oli tarkoitus kuljettaa 1600 tonnin hyötykuorma kiertoradalle ja laukaista maasta Jackass Flatsissa , joka on osa Nevadan testialueita . Sen piti kuljettaa 2600 ponneainetta, joista noin 800 ponneaineen varausta räjähtävällä voimalla välillä 0,15 kt - 5 kt olisi ollut välttämätön kiertoradalle pääsemiseksi, loput ponneainekohteet olisivat mahdollistaneet edestakaisen matkan Marsille ja jopa Saturnukseen.

Sputnik-shokin laukaisema Advanced Research Projects Agency ( ARPA , Yhdysvaltain puolustusministeriön tutkimushankkeita toteuttava virasto ) perustettiin helmikuussa 1958 . Tämän pitäisi edistää avaruusprojekteja nipussa. Saman vuoden huhtikuussa Taylor ja Dyson esittivät avaruusaluksen suunnittelun ARPA: lle, joka rahoitti projektia miljoonalla dollarilla.

Orion-projekti ARPA: lla

Kun NASA perustettiin heinäkuussa 1958, ARPA: n avaruusprojektit jaettiin sen ja ilmavoimien kesken. NASA otti haltuunsa kaikki siviili-avaruushankkeet, ilmavoimat armeijan. NASA ja ilmavoimat eivät kuitenkaan osoittaneet kiinnostusta Orion-projektiin. Ilmavoimat eivät nähneet tulevia aseita Orionissa; NASA oli päättänyt, että sen siviili-avaruusohjelman ei pitäisi olla ydinvoimainen eikä luokiteltu. Orion-projekti oli ainoa avaruushanke, joka jäi ARPA: lle.

Se osoittautui esteenä rahoitukselle, jonka monet budjettivirkamiehet pitivät hanketta "hulluna". He eivät voineet uskoa, että ajoneuvoa oli mahdollista ajaa räjähdyksellä vahingoittamatta tai tuhoamatta sitä.

"Käytämme pommeja räjäyttämään asioita palasiksi, emmekä pakota niitä lentämään."

"Käytämme pommeja räjäyttämään asioita, emmekä anna niiden lentää."

- Budjettivastaavien stereotyyppinen vastaus rahoituspyyntöihin.

Räjähdysmoottorilla varustetun ajoneuvon perusteknisen toteutettavuuden osoittamiseksi rakennettiin malli, jossa oli halkaisijaltaan metrinen ohjauslevy, ns. Hot rod tai putt-putt . Lasikuitu malli, jossa on 120 kg peräkkäin ulos jopa kuusi ponneainepanoksia noin yhden kilon päässä C4 . Tällä mallilla saavutettiin lento, jonka huippukokous oli 56 m 14. marraskuuta 1959, ja kaksi päivää myöhemmin saavutettiin noin 100 m: n korkeus. Elokuva onnistuneista lentoyrityksistä auttoi myöhemmin saamaan lisää rahoitusta. Yksi malleista on nyt Smithsonian toimielimen National Air and Space Museum .

Mallien lentokokeet antoivat tietoa, joka oli suoraan hyödyllistä jatkokehitykselle, esimerkiksi minkä muotoinen iskulevyllä oli oltava suotuisan painon ja vakauden suhteen saavuttamiseksi. Lisäksi lentokokeet osoittivat, että ainakaan tavanomaisilla räjähteillä saavutettavissa olevien lämpötilojen ja paineiden vuoksi iskulevyn pinnalla ei ollut odotettavissa materiaalin eroosiota ( ablaatiota ). Ablaatiota tutkittiin edelleen lisätesteissä plasmageneraattoreiden kanssa, jotka on suunniteltu simuloimaan pommiplasmaa.

Orion-projekti ilmavoimissa

ARPA päätti vuoden 1959 lopulla olla tukematta Orion-hanketta kansallisen turvallisuuden vuoksi. Yhdysvaltain ilmavoimat ottivat projektin haltuunsa, mutta edellyttäen, että vain sotilaallisia sovelluksia löydettiin. Mutta se vastusti projektin todella tarkoitettua rauhanomaista käyttöä.

”Virallisesti se on perusteltava budjettivallan käyttäjille sotilaallisena ohjelmana. Joten heidän täytyi keksiä siihen väärennetyt sotilaalliset vaatimukset. "

”Virallisesti se oli perusteltava talousarvion tarjoajille sotilasohjelmana. Joten heidän oli keksittävä huijattuja sotilaallisia vaatimuksia.

- Freeman Dyson : A-Bombin dokumenttielokuvaan Marsille

Sotilaallisesta näkökulmasta katsottuna pieniä Orioneja tulisi nyt käyttää kuten modernia ICBM: ää, jossa on useita itsenäisesti kohdennettavissa olevia paluuautoja (MIRV). Niiden tulisi alkaa siiloista, lentää kohdealueen yli ja pudottaa ensin suuri määrä houkuttimia sinne . Varsinaiset taistelupäät voidaan laukaista vasta, kun houkuttimet ovat ylikuormittaneet vihollisen puolustuksen. Toinen ehdotus oli suurille Orion-avaruusaluksille, jotka partioivat syvän avaruuden tehtävän profiililla, joka on samanlainen kuin moderneilla strategisilla sukellusveneillä .

Jotkut armeijat ottivat vakavasti sotilaalliset mahdollisuudet. Kylmä sota oli täydessä vauhdissa, ydinvoima kilpavarustelu oli alkanut. Strategisen ilmakomennon johtaja Thomas Power uskoi jopa, että "kuka hallitsee Orionia, se kontrolloi maailmaa". Hänen aloitteestaan ​​rakennettiin täysin aseistettu sotilaallisen Orion-avaruusaluksen malli maaliskuussa 1962. Tämän "taistelulaivan" piti olla aseistettu muun muassa 500 taistelupäällä. Malli esitettiin presidentti John F.Kennedylle, kun hän vieraili Vandenbergin ilmavoimien tukikohdassa . Kennedy oli järkyttynyt ja kielsi projektilta tarvittavan poliittisen tuen. Kylmän sodan keskellä Kennedy ei halunnut vaarantaa ydinaseiden kilpailua avaruudessa.

Orion-projekti NASA: ssa

Saturn-V kuten ELV ( maa kantoraketilla ) Orion avaruusaluksia
Kymmenen metrin malli kahdeksan miehistön ja 100 tonnin hyötykuormalla

Puolustusministeri Robert McNamara esti Orion-projektin jatkokehityksen ilmavoimissa . Hän ei pitänyt Orionia sotilaallisena hankkeena ja kieltäytyi siksi jatkamasta rahoitusta, jota ilman prototyypin rakentaminen ei ollut mahdollista. Taylor ja Dyson kääntyivät NASAn puoleen saadakseen hankkeen toteutettavuustutkimuksen ulkopuolelle, mistä he toivovat lisärahoitusta.

Luonnokset mukautettiin NASA: n vaatimuksiin. Yksi halusi pidättäytyä alusta alkaen, koska se olisi ollut liian "likaa" tapahtua ilman massiivisia julkisia mielenosoituksia. Sen sijaan Orion-alusten koko sovitettiin käytettävissä oleviin kantoraketteihin - Sation- ohjuksiin mukautetulla Orion-mallilla oli nyt halkaisijaltaan kymmenen metriä levy. Yksi variantti ( parvi ) oli käyttää Saturn 1C -vaihetta tehostimena . Tämän pitäisi tuoda Orion-avaruusalus korkeuteen, jolla ydinpulssikäytön turvallinen syttyminen oli mahdollista. Toinen muunnos ( kiihdytys kiertoradalle ) tarjosi kolme erillistä osaa, joista kukin tuotiin kiertoradalle Saturn V -raketin avulla ja oli tarkoitus koota sinne.

Mahdollisena kohteena oli Mars-operaatio, jonka miehistö oli kahdeksan ja hyötykuorma 100 tonnia. Tämän tehtävän edestakaiselle lennolle oli suunniteltu 125 päivän matkustusaika, joka oli alle puolet tavanomaisen matkan matkustusajasta.

NASAn johtajat eivät olleet vakuuttuneita Orionista ja olivat haluttomia rahoittamaan projektia. Ainoastaan Wernher von Braun tunnusti Orion-projektin mahdollisuudet alun perin epäilyksen jälkeen ja kirjoitti esseen, joka tuki projektia kiihkeästi, vaikkei saisi enää taloudellista tukea.

Projektin loppu

Orion-projektin päättymiseen vaikuttivat monet tekijät. Hanke oli niin salainen, että harvat tiedeestä ja tekniikasta kiinnostuneet ihmiset tiesivät siitä, joten laaja-alaista tukea ei voitu antaa. Ydinenergian käytöstä avaruuslennoissa Orion kohtasi myös kovaa kilpailua NERVA- projektista. 1950-luvulla vallinnut julkinen innostus ydinvoimaan, kuten Ford Nucleon , oli haihtunut. Sen jälkeen, kun Kuuban Ohjuskriisi ja ensimmäiset raportit strontiumin -90 äidinmaidossa, ydinvoiman aiheuttama pelko väestössä. NASA ei olisi halunnut olla mitään tekemistä projektin kanssa, joka käytti atomipommeja vetona, ja pelkäsi julkisen katastrofin todellisen laukaisun yhteydessä.

Yksi ratkaisevista tekijöistä Orion-projektin päättämisessä oli vuoden 1963 sopimus ydinaseiden kokeiden kieltämisestä ilmakehässä, avaruudessa ja veden alla (NTBT). Tämä esti ydinpotkurivarojen jatkokehityksen ja jopa toiminnan avaruudessa. Koska Orion-hanke edustaa pohjimmiltaan ydinvoiman rauhanomaista käyttöä, olisi ollut mahdollista saada poikkeus. Ted Taylorilla oli jopa toivo päästä ohittamaan NTBT yhteisellä tehtävällä Neuvostoliiton kanssa . Poliittinen tuki puuttui kuitenkin.

Loppujen lopuksi ilmavoimien ja NASA: n välinen budjettikiista aiheutti projektin epäonnistumisen. Ilmavoimat halusivat olla yhteistyössä NASA: n kanssa vain, jos NASA hankki projektille merkittävän rahoituksen. Apollo-ohjelman voimakkaan painostuksen jälkeen joulukuussa 1964 NASA joutui lopulta peruuttamaan Orion-hankkeen varat. Tämän seurauksena myös ilmavoimat lopettivat rahoituksen - Orion-projekti päättyi käytännössä. 30. kesäkuuta 1965 annettiin virallinen ohje keskeyttää projekti.

Freeman Dyson kirjoitti esseen vuonna 1965 ja esitti syyt Orion-projektin epäonnistumiseen. Dyson valitti, että Orion-projekti epäonnistui teknisten valmiuksien puutteen vuoksi, mutta poliittisen tuen puutteen vuoksi:

"... koska tämä on ensimmäinen kerta modernissa historiassa, kun ihmisen tekniikan merkittävä laajentuminen on tukahdutettu poliittisista syistä."

"... tämä on ensimmäinen kerta nykyaikaisessa historiassa, kun ihmisen tekniikan merkittävä laajentuminen on tukahdutettu poliittisista syistä."

- Freeman Dyson

Suuri osa Orion-projektin aikana tehdystä työstä on edelleen luokiteltu, mukaan lukien ydinpulssi-avaruusajoneuvotutkimuksen toinen osa , Ajoneuvojärjestelmän suorituskyky ja kustannukset tai Wernher von Braunin essee, jolla hän tuki Orion-projektia. Ennen kaikkea ponneainepanosten rakentaminen on salaa, koska siinä kuvataan, kuinka rakennetaan pieniä atomipommeja, jotka saattavat kiinnostaa myös terroristeja.

Tekninen toteutus

Orion-ajotavan periaate

Orion-avaruusaluksen pääosat

Ydinpulssitoiminto työntää avaruusaluksen perästä säännöllisin väliajoin (noin joka sekunti) erityisiä atomipommeja , jotka pian sen jälkeen räjähtävät suunnatussa räjähdyksessä muutaman metrin etäisyydellä (mallista riippuen noin 35 m). Tuloksena oleva plasma osuu massiiviseen ohjauslevyyn ( työntölaitteeseen ) avaruusaluksen perässä ja tuottaa siellä mekaanisen impulssin, joka kiihdyttää ohjauslevyä. Iskunvaimentimet sijaitsevat ohjauslevyn ja hyötykuorman välissä , ja ne on tarkoitettu muuntamaan välilevyn pulssikiihtyvyys mahdollisimman tasaiseksi avaruusaluksen kiihtyvyydeksi.

Orion (1958) Orion (1965) Saturnus v
kokonaispaino 4000 t 100-750 t 3000 t
Erityinen impulssi 4000 s 1800-2500 s 418 s ( J-2 )
halkaisija 40 m 10 m 10 m
korkeus 60 m 50 m 111 m
Hyötykuorma (300 mailin kiertorata , ≈480 km) 1600 t - 133 t
Hyötykuorma (kuun lasku) 1300 t 200 t (kiertoradalta) 52 t

Orionin taajuusmuuttaja yhdistää korkean spesifisen impulssin suurella työntövoimalla , mikä on ainutlaatuista avaruusaluksen käytölle . Yksinkertaisen Orion-avaruusaluksen ominaisimpulssi (impulssi massayksikköä tai polttoaineen painoyksikköä kohti) on laskettu 20 000 sekuntiin. laskettu - paljon suurempi kuin nykyisin käytetyillä kemiallisilla polttoaineilla (noin 450 sekuntia). Atomipommeja ja siten myös vauhtia imevää välilevyä ei voida rakentaa mielivaltaisesti pieneksi. Koska hyötykuorma on suojattava räjähdyksen aiheuttamalta säteilyltä , Orion-avaruusalusten mallien massat ovat yleensä suhteellisen suuret, vähintään 300 tonnia. Kun ohjauslevyn koko kasvaa ja avaruusaluksen massa kasvaa, myös käytön tehokkuus kasvaa.

Vetomoduuli ohjauslevyllä, kaksivaiheinen iskunvaimennin ja ponneaineen varaustila sekä ponneaineen latauksen poistojärjestelmä

Suojalevy

Ohjauslevy on komponentti, joka altistuisi suurimmille kuormille Orion-avaruusaluksessa. Nämä ovat toisaalta ablaatio (ts. Materiaalin poistaminen iskulevyn pinnalta pommiplasman toimesta) ja toisaalta mekaaninen rasitus, joka aiheutuu törmäyslevyyn vaikuttavasta väkivaltaisesta iskusta. pommiräjähdys.

Tavanomaisten räjähteiden kokeiden aikana jo havaittiin, että ohjauslevyn oli oltava kartiomainen , ohuemman reunan kanssa ja paksumpi keskelle päin, jotta se ei räjähtäisi räjähdyksen sattuessa.

Fyysikko Lew Allenin kokeessa Redwing- operaation aikana kaksi noin 30 cm suurta grafiittipäällysteistä teräspalloa ripustettiin johtimiin vain kymmenen metrin päässä 20 kt: n pommista. Nämä pallot heittivät räjähdys. Kun ne oli kerätty uudelleen, havaittiin kuitenkin, että pallot olivat ehjät ja pinta kului vain muutama tuhannesosa tuumasta . Tämä osoitti, että ablaatio-ongelma oli ratkaistavissa.

Nyt oli löydettävä materiaaleja, joilla iskulevyt selvisivät edestakaisesta matkasta 2600 kuormalla. Tätä tarkoitusta varten tehtiin kokeita plasmageneraattoreilla, jotka toimivat samalla tavalla kuin muotoinen varaus . Kun joku jätti sormenjäljen testikohteeseen yhden näistä kokeista, kokeen jälkeen havaittiin, että sormenjälki oli tässä vaiheessa estänyt ablaation. Joten tuli ajatus ruiskuttaa ohjauslevy öljyllä, joka toimii regeneroitavana ablaatiokerroksena ja pidentää siten huomattavasti ohjauslevyn käyttöikää.

Iskunvaimentimet

Iskunvaimentimet vähentävät ponneaineen latausräjähdysten aiheuttamat voimakkaat kiihtyvyyshuiput arvoihin, jotka ovat siedettäviä hyötykuormalle ja miehistön kannalta. Iskunvaimennusjärjestelmällä on kaksi vaihetta ja sitä voidaan verrata auton iskunvaimennusjärjestelmään. Ensimmäinen vaihe vastaa rengasta, toinen vaihe iskunvaimentimella, joka yhdistää renkaan alustaan.

Ensimmäisen vaiheen tulisi koostua keskitetysti järjestetyistä, kaasulla täytetyistä renkaista, jotka liittivät välilevyn välilevyyn. Tämän ensimmäisen vaiheen oli tarkoitus vaimentaa iskulevylle vaikuttavat lyhyet kiihtyvyyspiikit arvoihin, joita seuraavassa toisessa vaiheessa pystytään hallitsemaan mekaanisesti. Tämä toinen vaihe koostui nippu pylvässäätövaimentimista, jotka oli kiinnitetty hyötykuormaan. Ne laskivat hyötykuormaan vaikuttavan kiihtyvyyden muutamaan grammaan .

4000 t: n mallissa iskunvaimentimet on suunniteltu kymmenen metrin jousen taipumalla . Kun pulssitaajuus on 1,1 s, keskimääräisen kiihtyvyyden tulisi olla 1,25 g, todellinen kiihtyvyys riippuu avaruusaluksen kuormituksesta; kuormittamattomana kiihtyvyys olisi ollut suurempi. Iskunvaimentimet tulisi jäähdyttää aktiivisesti, höyrystynyttä jäähdytysnestettä olisi käytetty uudelleen ponneainevarojen karkottamiseksi. NASA-luonnoksissa iskunvaimentimen järjestelmää pidettiin periaatteessa häviöttömänä.

Ydinponneaineet

Ydinponneaine. Koska ponneainetta, ponneaine on esitetty tumman yläpuolella, kun taas Nuclear laite viittaa todellinen ydinräjäytyksen

Ydinponneainepanos ( vara-ponneainejärjestelmä tai pulssiyksikkö ) on tarkoitettu muuntamaan ydinräjähdyksen aikana vapautunut energia ponneaineen plasmapilveksi, joka on suunnattu iskulevylle ja liikkuu suurella nopeudella.

Ulamin alkuperäisessä suunnittelussa määrättiin, että ponneainekiekot työnnettäisiin ulos ydinponneainevarausten kanssa. Näiden kevyestä materiaalista, kuten vedestä tai polyetyleenistä , valmistettujen levyjen piti höyrystyä ydinräjähdyksessä ja heittää kohti välilevyä. Myöhemmissä malleissa ponneaine sisällytettiin ponneainepanoksiin. Volframi toimitettiin nyt ponneaineena , joka sijaitsi tasaisena levynä ponneainepään kärjessä. Ponneaineen ei pitäisi palvella vain impulssin välittämistä, vaan samalla suojata osa räjähdyksen aikana syntyvästä säteilystä.

Ydinpolttoaineen panokset suunniteltiin siten, että ne heittivät tämän ponneaineen suuntaräjähdyksessä törmäyslevyn suuntaan. Tavoitteena oli tuoda kartio, jossa ponneaine heitetään pois, yhteneväisyyteen törmäyslevyn kanssa, jotta saataisiin kiinni mahdollisimman suuri osa pommiräjähdyksen energiasta.

Samanaikaisesti ponneainepanosten tulisi olla mahdollisimman pieniä, tehokkaita ja "puhtaita", toisin sanoen niiden tulisi tuottaa mahdollisimman vähän laskeumia . Ted Taylor oli kiireinen suunnitellessaan ponneainetta, jonka kädestä tuli pienin ydinkärki, Davy Crockett . Davy Crockettia voidaan säätää sen räjähdysvoiman suhteen - ominaisuus, joka oli mielenkiintoinen myös Orionin ponneaineiden latauksissa, koska Orionin käyttövoimajärjestelmän käynnistämiseen tai pysäyttämiseen vaadittiin puolet latauksista. Ilmakehän läpi kulkemiseen vaadittiin 0,15 kt: n ja 5 kt: n räjähtävän voiman hienojakoisempia osia jatkuvaan kiihtyvyyteen, koska ilma absorboi lisäenergiaa ja välitti sen törmäyslevylle. Normaalille avaruuslennolle tarvittiin vain vakio voimaa.

Avaruusaluksen sisällä olevien ponneainepanosten käsittelyjärjestelmien suunnittelussa käytettiin Coca-Cola Companyn konsultteja , koska heidän pullojen täyttökoneitaan pidettiin hyvänä mallina.

Toinen haaste oli potkuripanosten sijoittaminen törmäyslevyn taakse. Alun perin suunniteltiin järjestelmiä, jotka ampuisivat ponneaineen varaukset sivuttain törmäyslevyn ohi. Heidät ammuttiin myöhemmin aukon keskellä olevan reiän läpi kaasupainetykillä.

Säteilyaltistus

Suojattu lentoasema moottorilennolle ja pelastusajoneuvo kymmenen metrin Orion-avaruusaluksen kahdeksan miehistölle

Koska Orionin piti tuottaa ydinräjähdyksiä, se olisi väistämättä altistunut säteilylle . Tällä olisi voinut olla välitön vaikutus miehistöön epäsuorasti laskeuman tai onnettomuuksien kautta.

Orionin miehistön säteilyaltistuksen minimoimiseksi moottorilennon aikana miehistön tulisi olla säteilysuojatulla lentoasemalla tänä aikana . Tätä lentoasemaa olisi voitu käyttää myös vetäytymisalueena aurinkomyrskyjen sattuessa . Tavoitteena oli rajoittaa absorboitunut säteilyannos tehtävää kohti 500  mSv: ksi . Lentotason ulkopuolella pysyminen moottorin käydessä olisi kuitenkin ollut kohtalokasta. Taajuusmuuttajan sammuttamisen jälkeen jäljelle jäänyt säteily olisi vaimentunut nopeasti ja käyttöosa olisi ollut käytettävissä muutaman tunnin kuluttua huolto- ja korjaustöitä varten.

Maalla laukaisu olisi altistanut ilmakehän laskeumalle. Ilmakehän ulkopuoliselle lennolle olisi tarvittu noin 100 kt 4000 t: n suunnittelussa; Vertailun vuoksi ilmakehän atomipommikokeet, jotka olivat yhteensä 100 Mt, tehtiin vuosittain käsitysjakson aikana. Dyson teki teoreettisia laskelmia ja päätyi siihen johtopäätökseen, että tilastollisesti kymmenen ihmistä kuolisi laskeumasta jokaisesta maasta laukaisemisesta - luku, jota Dyson piti kelvottomana. Toivottiin, että potkuripanosten kehitys johtaisi mahdollisimman "puhtaaseen" ydinfisiooniin, jossa vapautuisi vähemmän radioaktiivisuutta. Kun maapallon magneettikentän loukkuun jääneet radioaktiiviset hiukkaset toimivat ilmakehän ulkopuolella, ne vaikuttavat laskeumiin. On myös sähkömagneettisia pulsseja .

Radioaktiivisuuden vaarana oli myös onnettomuuksien seurauksena. Kolme katsottua skenaariota olivat katkoksia moottorin ollessa vielä käynnissä, keskeytetty lentoonlähtö ja kiertoradalta puuttuminen myöhemmällä kaatumisella maahan. Kaikissa kolmessa skenaariossa ei olisi tapahtunut ei-toivottuja ydinräjähdyksiä, mutta on suuri todennäköisyys, että ponneainepanoksiin sisältyvät tavanomaiset räjähteet olisivat räjähtäneet vapauttaen radioaktiivista ainetta. Tavoitteena oli pitää vaikutukset asuttuihin alueisiin mahdollisimman pieniksi käyttämällä sopivia laukaisupaikkoja esimerkiksi keskellä merta.

tulevaisuudessa

NASAn suunnittelema moderni Orion-avaruusalus

Jos se on tarpeen, Orion-avaruusalus voidaan hyvin rakentaa nykypäivän teknisillä keinoilla. George Dyson kutsuu Orionia jopa "vakiotekniikaksi".

Dyson kuvasi Orionin tähtienvälisiä avaruusaluksia teoksessa 1968. Nämä ehdotukset johtivat jatkokehitykseen, kuten sulautumiseen perustuva Daedalus- projekti tai Longshot-projekti .

NASA on perustanut pienen projektiryhmän, joka jälleen käsittelee ydinpulssikäyttöä nimellä External Pulsed Plasma Propulsion (EPPP). Koska NASA: lla oli vaikeuksia saada itse Orion-projektin perustyötä, se osti melkein 2000 sivua projektiasiakirjoja George Dysonilta, joka oli kerännyt ne Orion-projektia koskevaan kirjaansa varten. Tämä projektiryhmä näkee kaksi mahdollista käyttöä EPPP-avaruusaluksille. Toisaalta on olemassa planeettojenvälisiä matkoja, jotka voitaisiin suorittaa nopeammin, joustavammin ja suuremmalla hyötykuormalla tällä taajuusmuuttajalla, ja toisaalta se on puolustus komeettoja tai asteroideja vastaan ​​törmäyskurssilla maan kanssa. EPPP: n avulla olisi käytettävissä alue, joka riittää riittävästi aikaa muuttaa kohteen polkua. Lisäksi itse asemaa voidaan käyttää objektin polun muuttamiseen, ts. "Ajamiseen".

vastaanotto

Orion-asema on aina motiivi tieteiskirjallisuudessa . Pääsääntöisesti se ei kuitenkaan ylitä pelkkää mainintaa - yksi esimerkki on elokuva Deep Impact , jossa avaruusaluksen käyttövoimaa kutsutaan Orion-propulsioksi, mutta tyypillinen Orion-propulsiorakenne antaa tien elokuva klisee avaruusaluksesta rakettisuuttimilla piti.

Avaruusalus Discovery Stanley Kubrickin elokuvassa 2001: Avaruus-Odysseia suunniteltiin alun perin avaruusalukseksi Orion-propulsiolla. Mutta kun Kubrick sai tohtorin Outoa tai: Kuinka opin pommin rakastamisen, ammunta oli päättynyt, hän ei halunnut tehdä uutta elokuvaa atomipommilla ja muutti käsikirjoitusta. Orion oli ainoa nimi sukkulalle, jonka Dr. Heywood tuo Floydin avaruusasemalle.

Esimerkki realistisempi suunnitelmien toteutuksesta Orion hankkeen Larry Niven ja Jerry Pournelle n tieteisromaani Fußfall ( Askelmelun ), Stephen Baxterin Viimeinen Arche ( Ark ) ja Dan Simmons " Ilium ( Ilium ), jossa käytön kuvataan avaruusalus Orionin käyttövoimalla. Gerhard Seyfriedin sarjakuvalehdessä Starship Eden vuodelta 1999 näkyy myös valtava avaruusalus, jossa on ydinpulssikäyttö, jonka käyttö johtaa ongelmiin.

kirjallisuus

Projektidokumentaatio

Kirjat

  • George Dyson : Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 . (Englanti)
  • John McPhee : Sitovan energian käyrä: Matka Theodore B. Taylorin mahtavaan ja hälyttävään maailmaan . Farrar, Straus ja Giroux, New York 1974. (englanti)
  • Kenneth Brower: Tähtialus ja kanootti . Harper, New York 1983.

Dokumentit

nettilinkit

Commons : Project Orion  - albumi, jossa on kuvia, videoita ja äänitiedostoja

Yksittäiset todisteet

  1. ↑ Hermann Ganswindt: Viimeinen tuomio; Keksinnöt: Hermann Ganswindt . Berliini 1899.
  2. ^ Roomalainen paroni Gostkowski: Moderni Ikarus. Julkaisussa: Aika . Nro 304, osa XXIV, 28. heinäkuuta 1900, s. 53-55. rajoitettu esikatselu Google-teoshaulla - USA
  3. ^ Stanisław Marcin Ulam: Ammusten propulsiomenetelmä ulkoisten ydinräjähdysten avulla . Los Alamosin tekniset raportit (LAMS), elokuu 1955.
  4. ↑ patentti GB877392 : Ydinvoimainen ajoneuvo, tutkittu rakettina. Julkaistu 13. syyskuuta 1961 , hakija: Atomic Energy Commission. ‌
  5. ^ "Mars vuoteen 1965, Saturnus vuoteen 1970" . AIAA : Ydinpulssivoima: Orion ja sen ulkopuolella (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s.4.
  6. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.149 .
  7. ↑ DrCarstairs: Hot Rod. 14. heinäkuuta 2009, käytetty 16. helmikuuta 2019 .
  8. ↑ Objekti A19721008000: Propulsiotestiajoneuvo, Project Orion
  9. ↑ AIAA: Nuclear Pulse Propulsion: Orion and Beyond (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s.5.
  10. ↑ BBC Four: Marsille A-Bomb . 44 min 30 sek.
  11. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.138 .
  12. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 205 ja sitä seuraavat.
  13. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 6. "Joka hallitsee orionia, hallitsee maailmaa"
  14. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 220 ja sitä seuraavat.
  15. ↑ BBC Four: Marsille A-Bomb . 46 min 55 s.
  16. ↑ AIAA: Nuclear Pulse Propulsion: Orion and Beyond (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s.6.
  17. ^ Wernher von Braun: Ydinpulssi-propulsiojärjestelmä - sen potentiaalinen arvo NASA: lle . 1964.
  18. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.255 .
  19. ↑ NASA : Ydinpulssiajoneuvotutkimuksen tiivistetty yhteenvetoraportti (General Dynamics Corp) (PDF; 962 kB). Tammikuu 1964, s.10.
  20. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 266 ja sitä seuraavat.
  21. ↑ AIAA : Nuclear Pulse Propulsion: Orion and Beyond (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s. 7--8.
  22. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.268 .
  23. ^ Freeman Dyson: Projektin kuolema. Julkaisussa: Science , osa 149, numero 3680, heinäkuu 1965, s.141-144.
  24. ↑ AIAA: Nuclear Pulse Propulsion: Orion and Beyond (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s.7.
  25. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.296 .
  26. ↑ George Dyson : Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.55 .
  27. ↑ AIAA : Nuclear Pulse Propulsion: Orion and Beyond (PDF; 3 Mt). 19. heinäkuuta 2000, s.6.
  28. ↑ Tässä kokeilu "Inca" mainitaan useissa lähteissä. George Dyson ja John McPhee eivät anna mitään tarkkoja tietoja. Testisarjojen aikana Operation Teapot , Operation Redwing ja Operation Plumbbob suoritettiin kuitenkin kokeita grafiittipäällysteisillä teräspalloilla. Nämä olivat Teekannu-projekti 5.4, Redwing-projekti 5.9 ja Plumbbob-projekti 8.3b. (Katso luettelo hankkeista PLUMBBOB-testisarjassa ( Memento 22. maaliskuuta 2005 Internet-arkistossa ) ja Shot Smokey. Test PLUMBBOB-sarjassa. 31. elokuuta 1957, s. 64.)
  29. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 127 ja sitä seuraavat.
  30. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.179 .
  31. ↑ Yleinen atomi : Osa III - Ajoneuvojen käsitteelliset mallit ja käyttöjärjestelmät (PDF; 8,1 Mt). 19. syyskuuta 1964, s.6.
  32. ↑ Ilmavoimat kutsuivat ponneainelatauksia Charge Propellant Systemsiksi , NASA kutsui niitä pulssiyksiköiksi , Ted Taylor kutsui heitä yksinkertaisesti pommeiksi. Vrt. John McPhee : Sitovan energian käyrä: Matka Theodore B. Taylorin mahtavaan ja hälyttävään maailmaan . Farrar, Straus ja Giroux, New York 1974, s.175.
  33. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.24 .
  34. ↑ Yleinen atomitekniikka: Osa III - Ajoneuvosuunnitelmat ja käyttöjärjestelmät (PDF; 8,1 Mt). 19. syyskuuta 1964, s. 9 ja sitä seuraavat.
  35. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.177 .
  36. ↑ Yleinen atomi: Osa III - Ajoneuvojen käsitteelliset mallit ja käyttöjärjestelmät (PDF; 8,1 Mt). 19. syyskuuta 1964, s.97, 100.
  37. ↑ George Dyson: Orion-projekti: Atomiavaruusaluksen todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.230 .
  38. ↑ Yleinen atomia: Osa III - Ajoneuvojen käsitteelliset mallit ja käyttöjärjestelmät . 19. syyskuuta 1964, s. 94 ja sitä seuraavat (PDF; 8,1 Mt)
  39. ↑ Carl Sagan : Kosmoksemme - matka avaruuteen . Droemersche Verlagsanstalt Th. Knaur Nachf., München 1991 (uusi painos), ISBN 3-426-04053-0 , s. 215: "[...] vaikka voimme rakentaa Orionin tänään, jos haluamme."
  40. ^ "[...] ainoa tekniikka [...]". ted.com: George Dyson Project Orionista . 7 min 45 s.
  41. ↑ Freeman Dyson, "Interstellar Transport." Julkaisussa: Physics Today , 21. osa, 10. painos, lokakuu 1968, s.41-45.
  42. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s.292 .
  43. ↑ NASA: Ulkoinen pulssi-plasman propulsio ja sen mahdollisuudet lähitulevaisuuteen (PDF; 607 kB). 1999.
  44. ^ Internet-elokuvatietokanta : Goofs for Deep Impact .
  45. ↑ George Dyson: Project Orion: Atomic Spacehipin todellinen tarina . Owl Books, New York 2003, ISBN 0-8050-7284-5 , s. 270 jj.
Tämä artikkeli lisättiin tässä versiossa loistavien artikkelien luetteloon 28. marraskuuta 2009 .