Муниципальное бюджетное образовательное - Ya
реклама
АННОТАЦИЯ Данная работа посвящена изучению перспективы применения космических взрыволётов как способа использования мирного атома . Авторам удалось доказать в своей работе, что будущее построено на использовании мирного атома- космических взрыволётов. Обучающиеся соотнесли финансовые затраты, связанные с использованием стандартных источников энергии и альтернативных. Предложили возможные способы по приближению к массовому использованию данных видов энергии. Данная работа ведет к совершенствованию коммуникативной компетенции у обучающихся, содержит иллюстративный материал. Материал исследования изложен доступным научным языком. Работа будет интересна учителям, ученикам. Количество страниц-28 Количество иллюстраций-16 Количество литературных источников-4 Количество приложений-1 Муниципальное казённое образовательное учреждение «Мирновская средняя общеобразовательная школа №34» Всероссийский конкурс научноисследовательских работ школьников «Озарение-2014» (Секция физика) Исследовательская работа МИРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АТОМНЫХ ВЗРЫВОВ- РАЗРАБОТКА КОСМИЧЕСКИХ ВЗРЫВОЛЁТОВ Выполнил: учащийся 11 класса Черников Вадим Алексеевич Руководитель: Черникова Наталия Викторовна, учитель физики г. Ефремов, 2014 1. Введение Термин ассоциации. «атомный взрыв» вызывает у большинства людей неприятные Общество в подавляющем большинстве боится любых технологий, использующих ядерную энергию. Эта боязнь была порождена как многочисленными ядерными испытаниями, в результате которых начался стремительный рост раковых заболеваний, так и большого количества аварий на атомных реакторах, всякий раз приводящих к заражению местности. Однако, существует целый ряд научных и практических направлений в которых применение атомных взрывов в мирных целях является единственно возможным способом решить поставленные проблемы. Одна из этих проблем – создание новых типов двигателей на основе ядерных взрывов, так называемых взрыволётов. Общеизвестно, что американские шаттлы развивают скорость 7,8 километров в секунду и способны долететь до ближайшей к нам звезды Проксимы Центавра примерно за 160 тысяч лет. «Гелиос 2» (1970) - самый быстрый космический аппарат, построенный человечеством, - смог разогнаться до 70,2 километров в секунду. К Проксиме он летел бы 17 тысяч лет. Цель работы- изучить основные аспекты разработки взрыволётов. Задачи: - проанализировать положительные и отрицательные стороны взрыволёта «Орион», - изучить принцип действия взрыволёта академика А. Сахорова, - предложить дальнейшее использование взрыволётов с анализом экологических и экономических аспектов. Гипотеза работы- будущее мирного использования атомных взрывов стоит за разработкой атомных взрыволётов. 2. Взрыволёт «ОРИОН» Орион - проект пилотируемого реактивно-импульсного космического корабля («взрыволёт») для исследования межпланетного и межзвёздного пространства, разрабатываемый в США в 1950-60 гг. То есть это был проект звездолета, причем реальность осуществления эттого проекта была весьма высока. Проект «Орион» («Orion») действительно существовал и разрабатывался как чисто военный. Некоторые его детали до сих пор засекречены, но с течением времени тайное становится явным. Итак, первоначально конструкторы поставили перед собой задачу создать ракетный корабль, который должен был доставить «сверхмощный термоядерный заряд, способный поразить третью часть государства размером с США». Даже очень приблизительный расчет дает значение веса для такого заряда в 10 000 т, а следовательно, обычные баллистические ракеты на химическом топливе, разработанные Вернером фон Брауном для арсеналов США, не годились. Проект «Orion» был рожден в 1958 году фирмой «Дженерал Атомикс» («General Atomics»). Это компания, расположенная в Сан-Диего, была основана американским атомщиком Фредериком Хоффманом с целью создания и эксплуатации коммерческих атомных реакторов. Одним из соучредителей фирмы и соавтором проекта «Orion» был Эдвард Теллер - легендарная личность, один из создателей американской атомной бомбы. Двигатель корабля «Орион» - ядерно-импульсный, то есть в основу его работы положено использование энергии ядерного взрыва. Из космического аппарата, в направлении, противоположном полёту, выбрасывается небольшой ядерный заряд (0,1 кт тротилового эквивалента) и на небольшом (10-100 м) расстоянии от корабля производится его подрыв. Часть продуктов деления, летящая в сторону корабля отражается от тяговой плиты, образуя реактивную струю. Удар компенсируется амортизаторами, соединяющими тяговую плиту и сам корабль. Дополнительная тяга создаётся за счёт абляции (испарения) покрытия рентгеновских тяговой плиты под воздействием гамма- и лучей. Впервые идею «Ориона» предложили разработчики ядерного оружия Станислав Улам и его помошник Корнелиус Эверетт в Лос-Аламосе в 1955 году. Их концепция заключалась в следующем: взрывы водородных бомб, выбрасываемых из корабля, вызывали испарение дисков, выбрасываемых вслед за бомбами. Расширяющаяся плазма толкала корабль. Эдвард Теллер, создатель американской водородной бомбы развил этот проект далее. Зимой 1957 года Теллер работал в компании Дженерал Атомикс. Фримен Дайсон, работавший в Принстоне, согласился продолжить вместе с ним разработку этого проекта. Согласно расчетам Теллера, схема летательного аппарата с взрывным движителем могла обеспечить колоссальный импульс, недоступный ракетам. Однако имелось существенное ограничение - энергия взрыва, направленная в плиту-толкатель, вызовет огромное ускорение, которое не выдержит никакой живой организм. Для этого между кораблем и плитой предполагалось установить амортизатор, смягчающий удар и способный аккумулировать энергию импульса с постепенной «передачей» его кораблю. Авторы проекта быстро поняли, что без помощи государства им не обойтись. Тогда в апреле 1958 года они обратились к Управлению перспективных исследований Министерства обороны США. В июле Управление дало свое согласие на финансирование проекта с бюджетом в миллион долларов в год. Проект проходил под обозначением «Заказ № 6» с темой «Изучение ядерно-импульсных двигателей для космических аппаратов». Тейлор и его коллеги были убеждены, что подход Вернера фон Брауна к решению проблемы космического полета ошибочен: ракеты на химическом топливе очень дороги, величина полезных грузов ограничена, потому они не могут обеспечить межпланетных или межзвездных перелетов. Авторы проекта «Orion» хотели получить дешевый и максимально простой по устройству космический корабль, который мог бы развивать скорости, близкие к световым. По проекту «Орион» проводились не только расчёты, но и натурные испытания. Было построено несколько рабочих моделей толкателя корабля «Orion». Это были летные испытания моделей, движимых химическими взрывчатыми веществами. Модели называли «put-puts», или «hot rods». Их испытывали на устойчивость к воздействию ударной волны и высоких температур с использованием обычной взрывчатки. Большая часть моделей разрушилась, но уже в ноябре 1959 года удалось запустить одну из них на стометровую высоту, что доказало возможность устойчивого полета при использовании импульсного двигателя. Аппарат имел форму пули и имел массу 133 килограмма. Позади аппарата, за плитой, производились взрывы зарядов тринитротолуола (C4), по 1,04 кг каждый. Всего было взорвано 6 зарядов. Для придания начальной скорости аппарат запускался из миномёта, для чего потребовалось 452 кг пороха. Главной проблемой была долговечность щита-толкателя. Вряд ли какойнибудь материал способен выдержать воздействие температур в несколько десятков тысяч разбрызгивающее градусов. на Проблему поверхность решили, щита придумав графитовую устройство, смазку. Путем эксперимента удалось установить, что при такой защите алюминий или сталь способны выдержать кратковременные тепловые нагрузки. Также для исследования прочности тяговой плиты были проведены испытания на атолле Эниветок. Во время ядерных испытаний на этом атолле покрытые графитом стальные сферы были размещены в 9 метрах от эпицентра взрыва. Сферы были после взрыва найдены неповрежденными, тонкий слой графита испарился (аблировал) с их поверхностей. Первоначально «Орион» предполагалось запускать с Земли, с атомного полигона Джекесс-Флетс, расположенного в Неваде. Аппарат должен был иметь форму пули для преодоления атмосферы Земли. Корабль устанавливался на 8 стартовых башнях высотой 75 метров для того, чтобы не быть повреждённым от ядерного взрыва у поверхности. 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, то есть в 200 раз мощнее). После выхода из атмосферы каждые десять секунд должна была взрываться одна 20 килотонная бомба. Цена запуска 1 килограма полезной нагрузки должна была быть $150. Основной целью проекта было создание корабля для исследования Солнечной системы. Согласно расчетам, масса корабля на взлете должна была составить около 10 000 т; при этом большая часть этой массы полезный груз. Атомные заряды мощностью в 1 килотонну на этапе взлета должны были взрываться со скоростью один заряд в секунду. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно было уменьшить. При взлете корабль должен минимизировать был площадь лететь строго вертикально, радиоактивного чтобы загрязнения. В то время, когда в США лихорадочными темпами разрабатывался проект «Mercury», создатели боевого взрыволета экспедиций к планетам Солнечной системы. строили планы дальних «Orion» был космическим кораблем, словно бы взятым из фантастического романа о далеком будущем. Его полезная масса могла измеряться тысячами тонн. Полторы сотни человек могли с удобствами расположиться в его комфортабельных каютах. «Орион» был бы построен подобно линейному кораблю, без мучительных поисков способов снижения веса. Оставалось неясным, как такой корабль сумеет приземлиться на планету, но Тейлор полагал, что со временем удастся разработать надежный ракетоплан многоразового использования. Программа развития проекта «Orion» была рассчитана на 12 лет, расчетная стоимость - 24 миллиарда долларов, что было сопоставимо с запланированными расходами на лунную программу «Аполлон» («Apollo»). Но это еще не все. Разработчики Ориона разработали и две модификации звездолетов. Первая модификация должна достигнуть Альфы Центавра за 1800 лет и имеет следующие характеристики: 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 тяговой плиты - медь, экипаж - 20.000 людей. Вторая модификиция менее радикальна: масса на старте - 500.000 тонн, масса после разгона - 100.000 тонн, количество используемых зарядов - 30.0000, диаметр тяговой плиты - 400 метров, максимальная скорость - 10000 км/с. Данная модификация должна достигнуть альфы Центавра за 130 лет. Дальнейшим развитием идей, заложеных в основу «Ориона» можно считать межзвёздный зонд «Дедал», который в проекте должен достигнуть звезды Барнарда (5,91 световых лет) за 49 лет. Однако приоритеты вскоре изменились. Молодое космическое агентство НАСА с первых дней своего существования отказалось рассматривать проекты ракет с ядерными двигателями, отложив эту тему на потом. Окончательно программа «Orion» была закрыта в конце 1959 года, когда Управление перспективных исследований отказалось от дальнейшего финансирования Итак, проект проекта... ядерно-импульсного космического корабля «Orion», способного в короткие сроки достигнуть внешних планет Солнечной системы или нанести сокрушительный удар по территории Советского Союза, был закрыт. Однако сама идея казалась столь продуктивной, что к ней неоднократно возвращались как ученые, так и писатели-фантасты. После того, как НАСА отказалось взять «Orion» на финансовый баланс, рабочая группа продолжала эксперименты на остатках денег и энтузиазма, однако в 1963 году в Москве был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах: в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, а работы над «Orion» формально подпадали под запреты, накладываемые этим договором. Впрочем, даже после этого члены группы продолжали деятельность, которая свелась к переписке и обсуждению деталей постройки звездолета на основе ядерно-импульсной ракеты. Плюсы взрыволетов Ядерно-импульсный движитель «Ориона» по своим рабочим показателям намного превосходит хорошо известные нам ракетные приводы. Проблема в том, что почти всю массу химических ракет занимают горючее с окислителем, оставляя лишь минимальное место для полезной нагрузки. О ракетах говорят: «Топливо везет само себя». Ядерные реакции несравнимо мощнее химических, поэтому «Орион» должен был лететь всего на нескольких тоннах плутония и при этом брать на борт солидный груз. Очевидное преимущество атомных реакций снимало извечную головную боль конструкторов - борьбу за снижение массы и увеличение вместимости корабля. С «Орионом» можно было не скромничать, создавая комфортабельные каюты для пассажиров, просторные командные рубки и лабиринты технических отсеков в лучших традициях научно-фантастических романов. Скорость - еще один козырь «Ориона». В теории он способен развивать около 10% от скорости света, что, фактически, дает нам долгожданный пропуск к звездам и «льготный абонемент» на планеты Солнечной системы. Об увеселительных полетах к Сириусу речи, конечно же, не велось. Например, путешествие к ближайшей звезде - Проксиме - на скорости в 10% от световой заняло бы 42 года. А делать там, заметим, абсолютно нечего. Считается, что этот красный карлик излишне активен и наверняка изуродовал протуберанцами все свои планеты, если таковые у него вообще имеются.Так или иначе, но взрыволетная техника - единственный реальный на сегодняшний день способ осуществления межзвездных путешествий в разумные сроки. Американские шаттлы развивают скорость 7,8 километров в секунду и способны долететь до той же Проксимы примерно за 160 тысяч лет. «Гелиос 2» (1970) - самый быстрый космический аппарат, построенный человечеством, - смог разогнаться до 70,2 километров в секунду. Проксиме он летел бы 17 тысяч К лет... Отражающая плита, принимающая на себя страшные волны энергии, именно та часть «Ориона», которая вызывает больше всего вопросов. Все дело в том, что когда заходит речь о ядерных взрывах, мы подсознательно переносим этот «щит» в условия обычного ядерного взрыва (мощность которого измеряется килотоннами). Однако в случае с «Орионом» речь идет о миниатюрных бомбах мощностью около тонны тротила (для сравнения, самая разрушительная неядерная бомба MOAB, разработанная США для войны в Ираке, может «похвастаться» боезарядом, эквивалентным 12 тоннами тротила).Кроме того, даже полномасштабный ядерный взрыв не способен разрушить специально подготовленные металлические конструкции. Так, в 1954 году при проведении операции «Замок» (ядерные испытания на атолле Бикини) неподалеку от заряда с кодовым обозначением «Браво» были установлены две необычные мишени - крупные стальные сферы, покрытые графитом. Этот взрыв вошел в историю из-за того, что ученые неправильно рассчитали его мощность - вместо запланированных 6 мегатонн бомба «выдала» 15. Итоги взрыва «Браво» таковы: серьезное заражение местности, перебои с освещением на Гавайях и... две стальные сферы, найденные на некотором расстоянии от воронки двухкилометрового диаметра - целые и невредимые. Существует мнение, что ядерный взрыв в безвоздушном пространстве не вызывает ударной волны, а следовательно, взрыволеты - не более чем миф. На самом деле межпланетное и межзвездное пространство заполнено плазмой (ионизированным газом низкой плотности). В обычных условиях его давления достаточно, чтобы разогнать, к примеру, солнечный парус («солнечный ветер» - та же самая плазма). А при подрыве ядерного заряда на отражатель, помимо плазмы, воздействует еще и распыленное «рабочее вещество» бомб. Для проекта «Орион» их начинку предлагалось делать в виде «бутерброда» из урана, оксида бериллия и вольфрама. Кстати, в рамках ядерных испытаний серии «Свинцовый груз», проводившихся в 1957 году на полигоне штата Невада, случился казус. Один из зарядов был установлен в шахте, накрытой тяжелым стальным люком (900 килограммов). Считается, что в ходе взрыва он не был уничтожен. Напротив, его сорвало с креплений, после чего, согласно некоторым расчетам, он набрал скорость порядка 70 километров в секунду (в шесть раз больше необходимой для выхода в открытый космос) и исчез в неизвестном направлении. Ученым так и не удалось установить, покинул ли люк атмосферу планеты, поэтому данный случай не является однозначным доводом в пользу взрыволетов. Недостатки Ориона Недостатки «Ориона» - тема, которой довольно редко уделяется внимание при обсуждении «взрыволетного принципа». Между тем, при всех завораживающих перспективах, эти корабли имели серьезные «минусы», и отчасти именно из-за них этот проект так и остался на бумаге.Старт с Земли на «маршевом двигателе» представлял бы собой, по сути, серию ядерных взрывов на разных высотах. Конечно, можно сконструировать сравнительно «чистые» заряды, оставляющие лишь незначительное количество радиоактивных отходов. Однако при длительном и массовом применении взрыволетов проблем с экологией все равно было не избежать. Старт из космоса также вызывал нарекания. Да, взрыволет можно построить на орбите, либо (если он не слишком массивен) вывести его туда целиком, используя химические ракетоносители. Однако ядерные взрывы поблизости от нашей планеты все равно возвращают на Землю часть радиоактивных изотопов. Это, кстати, стало одной из причин, по которым испытания ядерного оружия в космосе были запрещены. Нельзя также сбрасывать со счетов влияние ядерных взрывов на магнитосферу планеты. Порча или даже уничтожение спутников, длительные перебои со связью и проблемы с навигацией - это лишь немногое из того, что могут натворить периодические электромагнитные импульсы на высокой орбите. Масштабы подобного воздействия огромны. Теоретически, «Орион», взлетевший над Канзасом и «выдавший» серию ядерных взрывов на высоте в 400-500 километров, способен оставить без электричества почти всю континентальную часть США. Размер мини-бомб обычно замалчивается. Построить сверхкомпактное, а главное - сверхнадежное ядерное устройство с соответствующей мощностью невозможно даже при современных технологиях. Сегодня в арсеналах сверхдержав имеются небольшие ядерные мины и ядерные снаряды, но они либо слишком массивны, чтобы создать достаточный запас «топлива» для взрыволета, либо требуют очень бережного обращения. Выход, впрочем, есть. В середине 1990-х годов было предложено осуществлять ядерный распад при помощи антиматерии. Незначительное количество антипротонов станет отличным катализатором цепной реакции даже в малом объеме радиоактивного вещества. К примеру, критическая масса чистого плутония-239 равна 10 килограммам (при наличии отражателя нейтронов). При полном распаде металла 1 килограмм его веса даст 20 килотонн взрывной мощности. А с помощью антиматерии можно будет взорвать кусочек этого металла весом менее 1 грамма. Производство антипротонов сейчас очень ограничено и требует значительных энергетических затрат. Однако новые методы получения антиматерии - это лишь вопрос времени. Неясно, как поведет себя взрыволет при старте, - будет ли стабилен его полет? А может, он начнет вилять, кувыркаться? Хватит ли отражателю прочности, чтобы выдержать длительную серию ядерных взрывов? Насколько интенсивен будет износ амортизаторов при таких чудовищных нагрузках? Как защитить экипаж взрыволета от постоянного радиоактивного излучения? И как американцы смогли бы совершить дальнее космическое путешествие в 1957 году, если методики длительного проживания в невесомости разрабатывались десятилетиями и только на советской станции «Мир»? В настоящий момент проект «Орион» закрыт и не только не разрабатывается, но и не рассматривается в качестве космического транспортного средства. «Orion» и по сей день остается мечтой романтиков космических странствий, запечатленной в рабочих эскизах и красочных рисунках... 3. Взрыволет Сахарова В СССР идея использования ядерных зарядов в космической технике выдвигалась более 30 лет назад. Инициатором обсуждения был академик Андрей Сахаров. В июле 1961 года все ведущие советские специалисты-атомщики получили срочное приглашение в Кремль. Там их принял Никита Хрущев и проинформировал о решении правительства провести «осенне-зимнюю сессию» ядерных испытаний, во время которых будут опробованы все типы боезарядов, которые находились в арсеналах Советской Армии. В то же время советского лидера интересовали последние работы специалистов в области создания ядерных вооружений. Присутствовавший на встрече Сахаров рассказал Хрущеву о возможности создания 100-мегатонного термоядерного заряда. Хрущеву идея понравилась, и он санкционировал работы по подготовке заряда к испытанию. Взрыв «Царь-бомбы» (иногда ее еще называют Кузькиной матерью, вспоминая намерение Хрущева показать ее Америке) был произведен осенью того же года. Правда, взорвать заряд полной мощности не решились, но и 58 мегатонн, которые получились в реальности, тоже производили впечатление. На той же самой встрече Сахаров изложил главе государства и идею ядерного взрыволета, схожую по смыслу с проектом «Orion». Конструктивно взрыволет Сахарова должен был состоять из отсека управления, отсека экипажа, отсека для размещения ядерных зарядов, основной двигательной установки и жидкостных ракетных двигателей. Корабль также должен был иметь систему подачи ядерных зарядов и систему демпфирования для выравнивания ракеты после ядерных взрывов. Ну и, конечно, баки достаточной емкости для запасов топлива и окислителя. В нижней части корабля должен был крепиться экран диаметром 15-25 м, в фокусе которого должны были «греметь» ядерные взрывы. Старт с Земли осуществлялся с использованием жидкостных ракетных двигателях, размещенных на нижних опорах. Топливо и окислитель предполагалось подавать из внешних навесных топливных баков, которые после опорожнения можно было сбросить. На жидкостных двигателях аппарат поднимался на высоту нескольких километров (или десятков километров), после чего включалась основная двигательная установка корабля, в которой использовалась энергия последовательных взрывов ядерных зарядов небольшой мощности. В процессе работы над взрыволетом были рассмотрены и просчитаны несколько вариантов конструкции различных габаритов. Соответственно менялись и стартовая масса, и масса полезной нагрузки, которую удавалось вывести на орбиту. Но надо отметить, что, несмотря на значительные массы конструкции, она не отличалась большими размерами. Например, «ПК-3000» («Пилотируемый комплекс» со стартовой массой 3000 т) имел высоту около 60 м, а «ПК-5000» («Пилотируемый комплекс» со стартовой массой 5000 т) - менее 75 м. Полезная нагрузка, выводимая на орбиту, в этих вариантах составляла 800 и 1300 т соответственно. Элементарный расчет показывает, что соотношение массы полезной нагрузки к стартовой массе превышало 25%! А ведь современная ракета на химическом топливе выводит в космос не больше 78% от стартовой массы. В качестве стартовой площадки для «взрыволета» выбрали один из районов на севере Советского Союза - конструкторы полагали, что для старта нового космического корабля придется строить специальный космодром. Место для него выбиралось на основе двух соображений. Во-первых, северные широты позволяли проложить трассу полета ракеты над труднодоступными малонаселенными районами, и в случае аварии это позволяло избежать лишних жертв. Во-вторых, «запуск» ядерного двигателя вдали от плоскости экватора вне зоны так называемой геомагнитной ловушки позволял избежать появления искусственных радиационных поясов. Дальнейшему развитию идеи взрыволета Сахарова помешала идеология. По этому поводу в советских научных изданиях высказывались «...Нередко объясняют так: привлекательность возможностью взрывных полезно термоядерных израсходовать с их двигателей помощью накопленные в ряде стран запасы термоядерных (водородных) бомб, когда народы мира придут к соглашению о всемирном разоружении. Нам представляется, что ни с политической, ни с технической точки зрения этот довод не выдерживает критики. Накопленное термоядерное оружие можно утилизировать, если это будет необходимо для достижения более полной разрядки, куда более эффективно и в более короткий срок, не тратя долгие годы на ожидание того, когда будет создано уникальнейшее и сложнейшее новое инженерное космическое сооружение.» "По-видимому, появление первых образцов термоядерной энергетики на промышленной арене следует ожидать к концу нашего столетия. Это откроет перед человечеством необычайные горизонты, позволит восстанавливать ресурсы нашей планеты..." - эта мысль, высказанная выдающимся советским физиком президентом Академии наук СССР академиком А. П. Александровым, как нельзя лучше подтверждает приведенные выше соображения. Во-первых, до появления космических термоядерных двигателей еще далеко, тогда как разрядка и мирная утилизация боевых термоядерных зарядов являются требованием нашего времени. Во-вторых, уже сейчас очевидна важность научных исследований по практическому применению термоядерной энергетики, в том числе и в космонавтике...» То есть подразумевалось, что разоружение с ликвидацией ядерных арсеналов наступит куда раньше, чем будет построен корабль. Время показало нелепость подобных ожиданий. Оказалось, что разоружение и ликвидация ядерных арсеналов никак не связаны друг с другом, а взрыволета Сахарова как не было, так и нет. К идеям нашего выдающегося соотечественника обратились современные инженеры. Они указывают, что предложенный Сахаровым аппарат не выдерживает критики с точки зрения сегодняшних представлений об экологии и безопасности. 4. Взрыволёт будущего В отличие от прежнего проекта, в котором предполагался запуск с поверхности Земли, что бесперспективно с точки зрения экологии и безопасности, старт нового «Взрыволета» предполагаем с орбитальной траектории. За счет этого конструкция станет более легкой и более простой. Принцип действия «Взрыволета» заключается в создании механического импульса на экране («парусе») за счет энергии взрыва заряда. Осуществить построение двигательной системы можно в двух различных вариантах. В одном случае в основу заложен простой обмен кинетической энергией между экраном и разлетающимся рабочим веществом, расположенном непосредственно на заряде, а в другом — импульс давления на экран трансформируется за счет разогрева специального вещества, подаваемого на поверхности экрана непосредственно к моменту очередного взрыва, — вариант с «потеющим экраном». Конструкция такого «Взрыволета» предполагает полезную нагрузку в 1000 т. Обычно в глазах обывателя постройка звездолёта представляется делом отдалённого будущего. Нечто, вроде увлекательного сюжета фантастического фильма. Однако не все представляют, что существует давно опробованная технология позволяющая тяжелому кораблю достичь небывалых скоростей. Для тех, кто ещё не догадался поясняем, что речь в данном случае идёт об использовании ядерных взрывов. Межзвёздный перелёт подразумевает применение настоящих ядерных бомб. Правда, эти боеприпасы обладают пониженной мощностью, но тем не менее это именно они! Как же образом звездолёт способен противостоять мгновенному высвобождению цепной реакции? Дело в том, что корабль защищён от энергии взрыва тяжелой платформой. Её конструкция устроена так, что ударное воздействие приходится на массивный толкатель, который поглощает возникающие нагрузки. Тем самым происходит трансформация резких толчков в относительно плавное ускорение. Как устроен взрыволёт? В центре толкателя проложен узкий канал, по которому подаются заряды. Бомбы поступают для подрыва в непрерывном темпе следуя запрограммированным интервалам установленного времени. Дистанция взрыва рассчитана таким образом, чтобы выделившаяся энергия равномерно распределилась на поверхности массивной платформы. Посредством амортизации в виде массивный пружин она переводится в силу постоянного ускорения. Нужно признать, что вспышка микроядерного взрыва постепенно изнашивает толкательную платформу, испаряя с поверхности слой вещества. Дабы минимизировать вредный процесс, поверхность толкателя делают по типу слоёного пирога: плёнка жаропрочного графита сменяется плёнкой металлического бериллия. Метал хорошо отражает нейтроны, а графит довольно стойко выдерживает крупный температурный перепад. Во время каждого взрыва, графитно-бериллиевые слои последовательно испаряются, раз за разом обнажая следующие плёнки. При этом, толщина каждого слоя составляет всего несколько атомов напылённого вещества. Их точное количество основано на протяженности предстоящего путешествия: чем дольше продлится полёт, тем толще слой чередующихся плёнок. К завершению путешествия от массивной платформы останется лишь тонкая полоска изъеденного металла. К этому времени активная фаза перелёта с атомными взрывами уже завершается, и толкатель за ненадобностью сбрасывается с борта корабля. Дальнейший рейс врзыволёта продолжается по законам инерции: набранная скорость позволяет достичь ближайших звёзд всего за несколько десятилетий. В полном соответствии с теорией относительностью бортовое время корабля и покинутых землян станет кардинально различаться. Весь экипаж будет находится под влиянием релятивистских эффектов, что выразится не только затяжной молодостью, но и замедленным старением. Кроме того, сократить огромный путь поможет состояние анабиоза, вызванное искусственной спячкой или криозаморозкой. Пока команда звездолёта будет спать, прокладывать курс продолжат бодрствующие пилоты, либо разумные компьютеры. В любом случае, любые действия бездушных машин потребуют контроля со стороны живого человека. В следствие наличия больших доз вредной радиации старт такого корабля придётся делать в открытом космосе. Кроме того, вероятно потребуется какая-то дополнительная защита экипажа от проникающих излучений. Каким же образом происходит разгон взрыволёта? Через специальный проём сквозь толкатель подаются ядерные бомбы. Как уже ранее писалось, это маломощные устройства призванные передать платформе ускорительный импульс после осуществления взрыва. Более мощные заряды просто-напросто разрушат конструкцию толкателя и приведут к значительным повреждениям самого корабля. Помимо этого, слишком сильные перегрузки окажут недопустимое воздействие на членов экипажа и научное оборудование. Анализ последствий взрыва показал, что в момент инициации вспышки звездолёт за 9 микросекунд приобретает 200g ускорения. Эта сила смертельна для человеческого организма, поэтому для её компенсации придуманы устройства амортизации. Благодаря им, краткий импульс равномерно распределяется во времени, что позволяет снизить нагрузки до приемлемого уровня. Полёты к звёздам на субрелятивистских скоростях выводят на первый план проблемы долгожительства пилотов и прочих членов экипажа. Совершенно ясно, продолжительность что рейса даже с составит учётом несколько замедленного десятков лет. времени Такой продолжительный срок ставит крест на самой возможности когда-либо вернуться в исходную точку назначения. Другими словами говоря, первопроходцам возвращение на Землю практически заказано! В какой-то мере изменить ситуацию сможет технология гибернации и криогенного анабиоза. Помимо этих причин, в этом подходе имеются и другие положительные стороны. К примеру, человек находящийся в состоянии спячки может быть погружен в особый раствор на период активного разгона. Находясь в жидкости человеческий организм сможет перенести гораздо более сильные перегрузки, что даст кораблю разгонятся намного быстрей. 5. Литература 1. Верхом на бомбе. Атомные взрыволеты. Антон Первушин Михаила Попов. http://www.mirf.ru/Articles/art1409.htm 2. "Знак вопроса" 2/92 .Ждет ли нас красная планета? КАЗАКОВ Анатолий Михайлович http://a-nomalia.narod.ru/znak/392-4.htm 3. Юный Техник N8.1993 год стр.31 4.А.Л. Бучаченко. Усп. химии, 56, 1593 (1987) http://chemnet.ru/rus/teaching/buchachenko/04.html Использованные материалы: http://forums.airbase.ru/2007/03/t25346--Proekt-~Orion~.2389.html http://ru.wikipedia.org/wiki http://lind.by.ru/vzrivo.htm
