Сделай Сам Свою Работу на 5

Модификации проекта «Орион»





Первоначальные цели, а также сроки их исполнения физик Фримен Дайсон определил следующим образом: «на Марс – в 1965 году, на Сатурн – в 1970!». Причём речь шла о пилотируемых миссиях! Поражает размах, с которым крупнейшие физики-ядерщики взялись за работу. В настоящий момент в NASA и Роскосмосе запланированы экспедиции на Марс и лишь на 2030 год, т. е. на 65 лет позже, чем было предложено в проекте «Орион»! Более того, успехи космонавтики на тот период были более чем скромными: одиночные полёты в космос, полёт «Восхода-1» с экипажем из трех человек, выход Леонова в открытый космос на «Восходе-2» и начало эксплуатации «Джемини». Успехи на 1970 год были более значительными: высадка на Луне, отработка стыковки, сближения и взаимного маневрирования кораблей в космосе. Тем не менее, все эти успехи не соизмеримы с целями проекта «Орион». Почему же физики могли надеяться на осуществление таких беспрецедентных экспедиций? Дело в том, что время полёта корабля до цели зависит от таких характеристик, как удельный импульс (равен отношению приращения скорости к расходу топлива) и сила тяги двигателя. Фактически, удельный импульс, умноженный на ускорение свободного падения, показывает скорость истечения топлива. Эти характеристики являются взаимоисключающими: для создания высокого удельного импульса нужна энергия для разгона частиц до высокой скорости, а для создания большой тяги необходима энергия для разгона большого количества частиц. Т. е. приходится выбирать: или много частиц, разогнанных до малой скорости, или же мало частиц, но разогнанных до большой. Так вот. Если в современных проектах полёта на Марс предполагается использовать ядерные термические двигатели с удельным импульсом в 900 секунд, или же электрореактивные двигатели с удельным импульсом в 3000 секунд (иногда до 10000 секунд), то «Орион» с диаметром тяговой плиты 10 метров имеет удельный импульс от 1850, а в модификации с 20 метровой плитой уже 3500 секунд! Причём тяга двигателей соизмерима с массой аппарата. Именно поэтому экспедиция до Марса и обратно с высадкой на его поверхности могла длится не 1-3 года, как в современных проектах, а лишь 125 суток!.. Причины этого легко объяснимы. Дело в том, что энергия атома используется в «Орионе» непосредственно, без каких-либо преобразований. В других же аппаратах приходится ограничивать энергию для того, чтобы выделившееся тепло не расплавило двигатель. Первоначально «Орион» предполагалось запускать с Земли, с атомного полигона Джекесс-Флетс (кстати, именно на этом полигоне отрабатывали реакторы для двигателя «Нерва», а также двигатель для проекта «Плутон»), расположенного в Неваде. Аппарат должен был иметь форму пули для преодоления атмосферы Земли. Высота «Ориона» должна была составлять высоту 16 этажного дома, а диаметр плиты предполагался равным 40 метрам. Корабль устанавливался на 8 стартовых башнях высотой 75 метров для того, чтобы не быть повреждённым от ядерного взрыва у поверхности. Стартовая масса планировалась равной 10000 тонн. При запуске каждую секунду должен был производиться один взрыв мощностью 0,1 кт (для сравнения: мощность бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, была равной 20 кт, т. е. в 200 раз мощнее). После выхода из атмосферы каждые десять секунд должна была взрываться одна 20 килотонная бомба. Подобный корабль мог доставить на орбиту тысячи тонн полезной нагрузки, сотни людей. Причём можно было совершить полёт в комфорте, а не зажатыми тесными стенками кабин, как на первых кораблях «Восток» и «Меркурий». Конечно же, посадить такой корабль на другую планету было бы очень сложно, но было возможным применение для посадки специального корабля. Не смотря на всю фантастичность программы, Дайсон оценивал её как 100 миллионов долларов в год на протяжении двенадцатилетней программы. Но даже, если бы эти расчёты оказались заниженными в 20 раз, то всё равно стоимость программы составила бы порядка 20 миллиардов долларов, т. е. стоимость программы «Аполлон». Научный же результат был бы гораздо выше: вместо полёта на Луну – вывод на орбиту тысяч тонн грузов, полёты к Марсу и Сатурну, доставка сотен тонн грузов на Луну.¶В дальнейшем, как уже упоминалось, было решено запускать «Орион» с помощью одной или двух ракет «Сатурн-5» для того, чтобы исключить загрязнение атмосферы радиоактивными отходами. На рисунке 8 представлен сам запуск «Ориона» ракетой S-1С в полной конфигурации (корабль запускается полностью, стыковок на орбите не происходит).







Рис. 8 Взято из отчёта Дженерал Динамикс «Nuclear pulse space vehicle study»

Экспедиция на Красную планету должна была проходить следующим образом. На орбите собирается корабль «Орион» из двух частей, доставляемых «Сатурном-5». После сборки происходит старт с орбиты Земли (см. рис. 9) и перелёт к Марсу. Далее следует выход на орбиту искусственного спутника Марса. От корабля отделяется посадочный аппарат (см. рис. 10), обладающий большим аэродинамическим качеством, и совершает управляемый вход в атмосферу. Посадка производится с помощью ракетных двигателей. Экипаж проводит исследования, после чего взлетает в ракетной ступени.

Рис. 9.1 Старт с орбиты Земли Рис. 9.2 Разгон "Ориона" к Марсу

Рис. 10 Отделение посадочного модуля

«Орион» мог послужить и для доставки ядерного оружия. При стартовой массе в 20.000 тонн "Орион" мог доставить на другой континент боеголовку массой в 10.000 тонн. Масса боеголовок современных МБР равна примерно полтонны, но, не смотря на это, мощность их взрыва равна около 500 кт, т. е. в 25 раз больше мощности взрыва в Хиросиме. Мощность же взрыва боеголовки «Ориона» составила бы 50-60 Ггт, что в тысячу раз больше, чем мощность самой мощной на сегодняшний день бомбы Хрущёва (её он называл «Кузькина Мать»). Остаётся неясным, для чего можно было применить эту бомбу, если не для самоубийства: мощность такой боеголовки с лихвой перекрывала необходимую мощность для наступления ядерной зимы, а столь мощная концентрация энергии могла вызвать ударную волну, которая могла нанести серьёзнейшие разрушения на территории самих США. Был также вариант «Ориона», предназначенный для бомбардировки Земли из космоса атомными боеголовками. Диаметр тяговой плиты в этом проекте должен был быть равным 12 метрам. Сам корабль предполагалось выводить твердотопливными ускорителями диаметром 4 метра на высоту, безопасную с точки зрения включения ядерно-импульсного двигателя. Затем корабль, используя атомный двигатель, поднимался на орбиту высотой 185 тыс. км., ожидая приказа атаковать. Получив такой приказ, корабль, имея значительную характеристическую скорость (порядка 12 км/с), летел к Земле по гиперболической траектории. На рисунке 11 приведены для сравнения марсианский и юпитерианский «Орионы». Юпитер находится гораздо дальше от Солнца, чем Марс, поэтому и весь полёт должен был длиться 910 суток.

Рис. 11 Две модификации «Ориона». Слева – марсианская, справа – юпитерианская. Взято из отчёта Дженерал Динамикс «Nuclear pulse space vehicle study»

На основании 20-и метрового модуля был создан проект «космического грузовика» массой 4862 тонны! Напомню, что масса сверхтяжёлой ракеты «Сатурн-5» на старте была равна лишь 3000 тоннам. Стартовать ракета должна была с земной орбиты. Предполагалось доставлять на Марс грузы в 3000 тонн (!!!). Правда, этот «грузовик» предполагалось использовать лишь один раз. Тем не менее, всё равно эти цифры впечатляют. Ракета «Энергия» выводит на траекторию полёта к Марсу груз массой порядка 26-28 тонн [3], т. е. в более чем в сто раз меньше, чем «Орион». На основании же 10-и метрового модуля можно было сделать корабль, управляемый несколькими астронавтами для доставки на лунную орбиту грузов массой до 100 тонн!.. Его характерной особенностью было то, что ядерный двигательный модуль оставался на орбите, а сам модуль с астронавтами и грузом отделялся, совершая посадку на Луну. Не менее интересным является и проект «Альдебаран», предусматривающий взлёт с воды (!!!) и доставку на Марс 860 тонн груза (!!!). К сожалению, подробные чертежи до сих пор не рассекречены. Тем не менее, имеется сравнительный рисунок «Альдебарана» и линкора (см. рис. 12).

Рис. 12. © astronautix.com

Более того, на основании проекта «Орион» планировалось создавать и звездолёты! Было спроектировано две модификации. Первая из них имела массу 40.000.000 тонн и должна была достичь Альфы Центавра за 1800 лет. Согласно [2], он имел следующие параметры:

- стартовая масса — 40.000.000 тонн

- масса после разгона — 10.000.000 тонн

- количество используемых зарядов — 30.000.000

- диаметр тяговой плиты — 20 км, материал — медь

- экипаж — 20.000 людей¶Перед каждой из этих цифр можно поставить несколько восклицательных знаков, хотя это относится ко всему проекту «Орион». Был и менее радикальный проект звездолёта «Орион». Он был меньше и в то же время быстрее своего собрата. В [2] указаны следующие его характеристики:

- масса на старте — 500.000 тонн

- масса после разгона — 100.000 тонн

- количество используемых зарядов — 30.0000

Корабль должен был развивать скорость в 10000 км/с (для сравнения: самый быстрый аппарат, созданный человеком это New Horizons, разогнанный ракетой «Атлас V» вариант 551 до скорости 16,2 км/с), что позволило бы достичь Альфы Центавра в десять раз быстрее, чем предыдущий проект, всего за 130 лет. Не менее удивительной была и цена запуска 1 килограмма груза, всего 150$. Стоит напомнить, что цена запуска одного килограмма полезного груза исчисляется десятками тысяч долларов.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.