До зірок на атомній бомбі: неперевершена історія про надсекретний проект Оріон

Наприкінці 1950-х і початку 1960-х років уряд США спонсорував секретний проект з виготовлення гігантського пілотованого ядерно-імпульсного космічного корабля і за 8 років витратив на цю ідею 10,5 млн. дол. США. Кодова назва проекту була Orion, а концепції, на основі яких зореліт розроблявся, були настільки цікаві, що й сьогодні варті уваги.

Конструкція “Оріона”

“Оріон” повинен був виглядати як космічний корабель заввишки 60 м, вагою близько 4000 тонн та міг підняти 1600 тонн разом з екіпажем з восьми астронавтів, розміщених у капсулі розміром з відсік невеликої субмарини. Корпус судна повинен був бути виготовлений зі зварної сталі завтовшки в чверть дюйма з використанням стандартних методів виготовлення підводних човнів.
Рухова система космічного корабля базувалася на енергії атомних бомб невеликої потужності (від 0,01 до 0,35 кВт), що вибухають приблизно за 200 футів позаду транспортного засобу. Корабель, зроблений зі зварної сталі, мав бути захищений потужною плитою, встановленою за кормою, яка б взяла на себе імпульс та передала його кораблю крізь потужну систему амортизаторів. Від ушкодження світловим спалахом, потоками гамма-випромінювання та високотемпературною плазмою відбивальна плита була б захищена за допомогою графітового мастила, яке б знову розпилювалося після кожного підриву.

Атомні бомби є дискретними об’єктами, тому система повинна була працювати в імпульсному, а не в безперервному режимі. Це було б схоже на автомобільний двигун, в якому граничні температури горіння значно перевищують точки плавління циліндрів та поршнів. Двигун лишається неушкодженим, оскільки період максимальної температури короткочасний у порівнянні з періодом циклу спалення.

Ідея здається безумною, але у концепції було розумне зерно. Хімічні ракети, які є єдиним засобом доставки вантажів в космос, відрізняються збитково-низьким КПД. Тому для того, щоб доставити апарат з астронавтами вагою в дві тонни до поверхні Місяцю, треба спорудити триступеневу ракету висотою 110 м та спалити понад 2600 тонн палива. Підрив ядерного заряду залежно від потужності може давати імпульс від 100 до 30 000 км/с, що дозволяє створити корабель, ТТХ якого радикально перевершать усю колись створену техніку.
Спрощений варіант “Оріона” мав би початкову масу у 880 тонн і міг би доставити на орбіту 300 тонн вантажу по 150 доларів за кілограм та 170 тонн вантажу на місяць. Модифікація для міжпланетних польотів мала б початкову вагу в 4000 тонн при використанні бомб потужністю 0,14 кілотонни та могла б доставити 800 тонн грузу і 60 пасажирів до Марса. Згідно розхрахункам, політ до Сатурна з поверненням на Землю зайняв би усього 3 роки.

Оріон передбачалося запустити з атомного полігону Джексес-Флетс в штаті Невада. Корабель у форми кулі стартував би з 8 веж заввишки 75 метрів, щоб уникнути пошкодження ядерним вибухом біля поверхні. У момент запуску кожної секунди повинен був здійснюватися один вибух потужністю 0,1 кт. Після виходу на орбіту, калібр зарядів збільшувався.

До Сатурна за три роки

Розрахунки показали, що використання мегатонних водних бомб дозволило б розігнати судно вагою 400 000 тонн до 3,3% швидкості світла. Із загальної ваги корабля на корисне навантаження відводилося 50 000 тонн – все інше припало б на 300 000 ядерних зарядів необхідних для польоту, та графітове мастило. Політ до Альфи Центавра зайняв би 130 років. Сучасні розрахунки показали, що правильне будівництво кораблів і зарядів дозволило досягти десь 8% -10% швидкості світла, що дозволило б долетіти до найближчої зірки за 40-45 років. Вартість такого проекту в 60-х оцінювалася в 10% тодішнього ВВП США (десь 2,5 трильйона доларів в перерахунку на наші ціни).

Основні застереження

Але проект мав ряд проблем, які необхідно було б якось вирішити. Перша з них – радіоактивне забруднення Землі на старті. Для того, щоб відправити 4000 тонний корабель у міжпланетну експедицію, потрібно було підірвати 800 бомб. За песимістичними оцінками це становило би загрозу, еквівалентну підриву 10 мегатонної ядерної бомби. По більш оптимістичним оцінкам, використання більш ефективних та менш забруднених радіаційних зарядів спроможне значно зменшити цю цифру. До речі, вартість самих бомб була б не так і велика – всього 7% вартості припадає на власне боєголовку. Куди більше витрачається на її корпус, системи наведення, паливо та обслуговування. За підрахунками, вартість одного маленького ядерного заряду для “Оріона” складала б 300 000 доларів в сучасних цінах.
По-друге, залишилося невирішеним питання створення надійної системи ізоляції та амортизаторів, які б захищали корабель та екіпаж від надмірних перевантажень, а обладнання від електромагнітного поштовху та від космічної радіації.

По-третє, існувала небезпека пошкодження захисної пластини й самого корабля уламками та шрапнеллю від ядерного вибуху.

Проект “Оріон” – смерть чи консервація?

Після створення NASA проект ще деякий час отримував невелике фінансування, але потім був закритий. У процесі боротьби ідеологій перемогли прихильники Вернера Брауна з концепцією потужних хімічних ракет. З того часу ідея використання вибухів ніколи не користувалася серйозною підтримкою усередині агентства, що автори “Оріона” завжди вважали великою помилкою.

Втім, крім ідеології велику роль зіграв той фактор, що творці багато в чому випередили час – ні тоді, ні зараз у людства поки що не виникло необхідності в одноразовому виведенні тисяч тонн вантажу на орбіту. До того ж, враховуючи дуже популярний зараз екологічний рух, дуже важко уявити, що політики дозволять такий ядерний політ. Формальна крапка в історії проекту була поставлена в 1963 році, коли СРСР і США підписали договір про заборону ядерних випробувань (у тому числі у повітрі та космосі).

Було вжито спробу вставити у текст спеціальне застереження для суден типу “Оріона”, але СРСР відмовилася робити будь-які винятки із загального правила.
Але як би то не було, такий тип корабля поки що є єдиним проектом зоряної зони, який міг би бути створений на основі наявних технологій та принести наукові результати в недалекому майбутньому. Ніякі інші технологічно можливі на даній стадії типи двигунів для космічних апаратів не забезпечують прийнятного часу для отримання результатів. А усі решта з запропонованих концепцій – фотонний двигун, кораблі на антиматерії класу “Валькірія” мають велику кількість невирішених проблем і допущень, які роблять їх можливій реалізації справою віддаленого майбутнього. Про фантастичні червоточини та ВАРП-двигуни й говорити не доводиться – якою б не була приємною ідея миттєвого переміщення, на жаль, все це поки що залишається чистою фантастикою.

Хтось якось сказав, що не дивлячись на те, що зараз “Оріон” являє собою лише теоретичну концепцію, але він завжди залишається у запасі на випадок виникнення будь-яких надзвичайних обставин, які потребують відправлення в космос Великого корабля.