A vegyi üzemű rakéták képesek az embereket a Holdra, a Marsra és a Vénuszra szállítani. De ahhoz, hogy felfedezzék a Naprendszer más bolygóit, és meghaladják annak határait, hajókra van szükség nukleáris vagy termo-nukleáris üzemanyag - robbanásokhoz. A RIA Novosti robbanóanyag-projektekről és a bolygóközi misszió becsült ütemezéséről beszél.
A nukleáris töltés energiája miatt mozgó űrhajó elvét az amerikai tudós, Stanislav Ulam fogalmazta meg még az űrkorszak előtt, 1947-ben. Ötlete szerint az egymást követő nukleáris robbanásokból származó robbantást a hajóhoz rögzített fémpajzs képes megfogni, és így felgyorsítani.
1957-ben az Egyesült Államokban az Orion projekt keretében elkezdték kidolgozni egy nukleáris meghajtó eszköz modelljét és tesztelni azt. A hajót a katonaságnak szánták, hogy mozgatja a nukleáris lőfejeket. Tartalmazott egy rekeszt tüzelőanyag-kazettákkal, egy tolópajzsot és egy rakományt. A személyzettel ellátott változathoz a ráncok tompításához amortizátorokat is be kellett szerelni. A sebesség növelése mellett a robbanóanyag nagyságrenddel nagyobb teherbírást mutat be, mint egy vegyi üzemű rakéta.
"Ez az ötlet vonzó, mivel csak egy robbanásveszélyes űrhajó segítségével jelentős relativista sebességre lehet gyorsítani, akkor elérhetővé válnak a Naprendszer távoli bolygói, és lehetőség nyílik az első csillagközi csillagok expedíciójának megszervezésére" - magyarázza a RIA Novosti Anton Pervushin, a tudományos fantasztikus író, az űrhajósítás története szakértője. …
A tudósok kiszámították, hogy ha három másodpercenként egy töltést robbant fel, akkor az egyik gyorsulásával a hajó eléri a fénysebesség három százalékát, és 140 év alatt a legközelebbi csillagrendszerbe, az Alpha Centauri-ba repül.
A nukleáris robbanásokon alapuló űrmeghajtó eszköz gondolatát Andrei Szaharov szovjet fizikus is kifejtette 1962-ben. Koncepcióját nagyon összetettnek, de ígéretesnek elismerték.
A robbanóanyagokkal kapcsolatos minden munka 1963-ban leállt, amikor egy nemzetközi egyezményt írtak alá, amely betiltotta a nukleáris fegyverekkel kapcsolatos próbákat a légkörben, az űrben és a víz alatt.
Robbanási séma "Orion" / Illusztráció: RIA Novosti. NASA.
Promóciós videó:
Termonukleáris robbanás
1971-ben Friedward Winterberg német fizikus javasolta az űrhajó felgyorsítását egy elektronnyaláb által indított termonukleáris reakcióval.
A termonukleáris reakció 26 millió alkalommal energikusabb, mint a kémiai hidrogén-oxigén rakétaüzemanyag, és nagyságrenddel nagyobb energiát ad, mint egy nukleáris. De egy nagyságrenddel kisebb, mint egy robbanás az anyag és az antianyag kölcsönhatásában. A probléma az, hogy az összes lehetséges üzemanyagtípus esetében csak a nukleáris hasadási reakció valósult meg és bizonyította hatékonyságát.
A termikus nukleáris motor utópizmusa ellenére a British Interplanetary Society tagjai támogatták azt, és két évvel később létrehozták a Daedalus projektet.
A hőmagfúzió a csillagok belekében zajlik. A földön történő elindításához szörnyű hőmérsékletekre, hidrogénből vagy hidrogénből és héliumból előállított üzemanyagra van szükség. A számítások kimutatták, hogy a deutérium és a hélium-3 keverékének termikus magfúziós energiája a fénysebesség 12 százalékát képes kifejleszteni - 36 ezer kilométer másodpercenként. Daedalus fél évszázad alatt elérte a Földtől 5,9 fényévnyire lévő Bernard-csillagot. Összehasonlításképpen: a leggyorsabb űrhajó, a Voyager 1, a Saturn közelében lévő gravitációs segédprogram következtében másodpercenként 17,02 kilométerre gyorsult.
Szerkezetileg a hajó egy nagy üzemanyagtartály volt, ahonnan minden második részben kis részletekben az üzemanyagot az égési kamrába dobják. A plazma égési termékeket erős mágneses terek vezetik a fúvókákba.
1978-ban a "Daedalus" munkája lerövidült.
Sajnos a robbanásveszélyes projektek nem fejlődhetnek teljes mértékben az 1963-ban aláírt, három környezetben (óceán, légkör és űr) nukleáris kísérleteket tiltó szerződés miatt. Amíg nem módosítják, a robbanások fogalma tisztán elméleti marad”- jegyzi meg Anton Pervushin.
Termikus nukleáris üzemanyag-hajó projekt / Icarus Interstellar.
Kétszáz év várakozás
2010-ben a rajongók újabb kísérletet tettek a robbanás álmának újjáélesztésére, és megalapították az Icarus projektet. Ezeket a British Interplanetary Society és a Tau Zero Alapítvány támogatta.
Az Icarus projekt résztvevői alapul vették a Daedalus fejleményeit és elemezték a jövőbeli misszió fő szempontjait. Javasoljuk, hogy indítson el egy kicsi, pilóta nélküli szondát egy termikus nukleáris meghajtó eszközön, több célponttól számítva 15 fény éven belül. Egy vagy két csillag, valamint hat vagy hét bolygó részletes tanulmányozásához körülbelül kétszáz tonnás súlyú berendezés teljes komplexumára lesz szükség. Tölteni tud a hélium-3-mal, amely alig van a Földön, olyan gáz óriások pályáján, mint például a Jupiter. Tekintettel a technológiai fejlődés ütemére, egy ilyen küldetés csak 2300-ig lehetséges.
A törvényi korlátozások mellett a robbanásveszélyes projekteknek számos megoldatlan technikai probléma is van. Nem világos, hogy hol szerezzük be a tüzelőanyagot egy termikus nukleáris reakcióhoz, hogyan tápláljuk be a kamrába, hogyan tompítsuk a gyorsulást, hogyan védjük meg a legénységet a kozmikus sugárzástól, és általában melyik űrhajó-rendszer lesz a leghatékonyabb.
Mindazonáltal Pervushin szerint, ha egyszer az emberek nagy űrhajót akarnak küldeni a legközelebbi csillagoknak, egyszerűen nincs más lehetőség, mint egy robbanásveszélyes.
Tatiana Pichugina