Ar ķīmisku degvielu darbināmas raķetes spēj nogādāt cilvēkus uz Mēness, Marsa, Venēras. Bet, lai izpētītu citas Saules sistēmas planētas un pārsniegtu tās robežas, ir nepieciešami kuģi ar kodoldegvielu vai kodoldegvielu - sprādzieniem. RIA Novosti runā par sprādzienbīstamiem projektiem un plānoto starpplanētu misijas laiku.
Kosmosa kuģa pārvietošanās principu kodolenerģijas lādiņa enerģijas dēļ amerikāņu zinātnieks Staņislavs Ulams formulēja jau pirms kosmosa laikmeta, 1947. gadā. Pēc viņa idejas, detonāciju no secīgiem kodolsprādzieniem var noķert ar metāla vairogu, kas piestiprināts pie kuģa, un tādējādi paātrināties.
1957. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs Orion projekta ietvaros viņi sāka izstrādāt kodoliekārtas modeli un to pārbaudīt. Kuģis bija paredzēts militārpersonām, lai pārvietotu kodolgalviņas. Tajā ietilpa nodalījums ar degvielas kasetēm, stūmēja vairogs, kravas nodalījums. Mehāniskajai versijai bija nepieciešams uzstādīt arī amortizatorus, lai slāpētu saraustītās vietas. Papildus tam, lai iegūtu ātrumu, sprāgstviela uz kuģa pārvadā kravas, kas ir par lielāku jaudu, nekā raķete, kas darbināma ar ķīmisku vielu.
"Šī ideja ir pievilcīga, jo tikai ar sprādzienbīstama kosmosa kuģa palīdzību ir iespējams paātrināties līdz ievērojamam relativistiskam ātrumam, tad būs pieejamas Saules sistēmas tālākās planētas un būs iespējams organizēt pirmo starpzvaigžņu ekspedīciju," skaidro Antons Pervušins, zinātniskās fantastikas rakstnieks, astronautikas vēstures speciālists RIA Novosti. …
Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka, ja jūs detonējat vienu lādiņu ik pēc trim sekundēm, tad ar viena paātrinājumu kuģis sasniegs trīs procentus no gaismas ātruma un 140 gadu laikā lidos uz tuvāko zvaigžņu sistēmu Alpha Centauri.
Ideju par kosmiskās piedziņas ierīci, kuras pamatā ir kodolsprādzieni, 1962. gadā izteica arī padomju fiziķis Andrejs Saharovs. Viņa koncepcija tika atzīta par ļoti sarežģītu, taču daudzsološu.
Viss darbs pie sprāgstvielām apstājās 1963. gadā, kad tika parakstīts starptautisks līgums, ar kuru tika aizliegti kodolieroču izmēģinājumi atmosfērā, kosmosā un zem ūdens.
Eksplozijas shēma "Orion" / RIA Novosti ilustrācija. NASA.
Reklāmas video:
Termiskā kodols eksplodē
1971. gadā vācu fiziķis Frīdrihs Vinterbergs ierosināja kosmosa kuģa paātrināšanu ar termisko kodolreakciju, ko iedarbināja elektronu stars.
Termokodola reakcija ir 26 miljonus reižu enerģiskāka nekā ķīmiskā ūdeņraža-skābekļa raķešu degviela, un tā dod par enerģijas daudzumu vairāk enerģijas nekā kodolreakcija. Bet lieluma pakāpe, kas mazāka par eksploziju vielas un antimatērijas mijiedarbībā. Problēma ir tā, ka no visiem iespējamiem degvielas veidiem ir īstenota tikai kodoldalīšanās reakcija un tā ir pierādījusi savu efektivitāti.
Neskatoties uz ideju par kodolmotora utopianismu, to atbalstīja Lielbritānijas Starpplanētu biedrības locekļi, un divus gadus vēlāk viņi nodibināja Daedalus projektu.
Termokodolu saplūšana notiek zvaigžņu zarnās. Lai to palaistu uz Zemes, nepieciešama milzīga temperatūra un degviela, kas izgatavota no ūdeņraža vai ūdeņraža un hēlija. Aprēķini parādīja, ka deitērija un hēlija-3 maisījuma kodoltermiskās saplūšanas enerģija var attīstīt 12 procentus no gaismas ātruma - 36 tūkstošus kilometru sekundē. Daedalus pusgadsimtā būtu sasniedzis Bernarda zvaigzni, kas atrodas 5,9 gaismas gadu attālumā no Zemes. Salīdzinājumam: ātrākais kosmosa kuģis Voyager 1 paātrinājās līdz 17,02 kilometriem sekundē, pateicoties gravitācijas palīglīdzeklim netālu no Saturna.
Strukturāli kuģis bija liels degvielas rezervuārs, no kura katru sekundi nelielās porcijās degviela tiek izmesta degkamerā. Plazmas sadegšanas produkti tiek novirzīti sprauslās ar spēcīgu magnētisko lauku palīdzību.
1978. gadā tika saīsināts darbs pie "Daedalus".
“Diemžēl sprādzienbīstami projekti nevar pilnībā attīstīties sakarā ar 1963. gadā parakstīto līgumu, kas aizliedz kodolizmēģinājumus trīs vidēs (okeānā, atmosfērā un kosmosā). Kamēr tas netiks pārskatīts, visi sprādzienu jēdzieni paliek tīri teorētiski,”atzīmē Antons Pervušins.
Termiskās kodoldegvielas kuģa projekts / Icarus Interstellar.
Divsimt gadu gaidīšana
2010. gadā entuziasti veica vēl vienu mēģinājumu atdzīvināt sapni par eksploziju un nodibināja projektu Icarus. Viņus atbalstīja Lielbritānijas starpplanētu biedrība un Tau Zero fonds.
Icarus projekta dalībnieki par pamatu ņēma Daedalus norises un analizēja galvenos nākotnes misijas aspektus. Tiek ierosināts uzreiz iedarbināt nelielu bezpilota zondi uz kodoltermiskās piedziņas ierīces uz vairākiem mērķiem 15 gaismas gadu laikā no mums. Lai detalizēti izpētītu vienu vai divas zvaigznes un sešas vai septiņas planētas, būs nepieciešams viss kompleksa aprīkojums, kas sver aptuveni divsimt tonnu. Gāzes gigantu, piemēram, Jupitera, orbītā varat piepildīties ar hēliju-3, kura uz Zemes ir maz. Ņemot vērā tehnoloģiju attīstības tempus, šāda misija nebūs iespējama līdz plkst. 2300.
Papildus likumdošanas ierobežojumiem sprādzienbīstamiem projektiem ir daudz neatrisinātu tehnisku problēmu. Nav skaidrs, kur iegūt degvielu kodoltermiskai reakcijai, kā to ievietot kamerā, kā samitrināt paātrinājumu, kā aizsargāt apkalpi no kosmiskā starojuma un vispār kura no kosmosa vilces sistēmām būs visefektīvākā.
Tomēr, pēc Pervušina teiktā, ja kādreiz cilvēki vēlas nosūtīt lielu kosmosa kuģi uz tuvākajām zvaigznēm, vienkārši nav citas iespējas kā sprādzienbīstama.
Tatjana Pičugina