Raketten met chemische brandstof zijn in staat mensen naar de maan, Mars en Venus te brengen. Maar om andere planeten van het zonnestelsel te verkennen en zijn grenzen te overschrijden, zijn schepen nodig op nucleaire of thermonucleaire brandstofexplosies. RIA Novosti vertelt over explosieve projecten en de geschatte timing van de interplanetaire missie.
Het principe van een ruimtevaartuig dat beweegt als gevolg van de energie van een nucleaire lading, werd geformuleerd door de Amerikaanse wetenschapper Stanislav Ulam, zelfs vóór het ruimtetijdperk, in 1947. Volgens zijn idee kan de ontploffing van opeenvolgende nucleaire explosies worden opgevangen door een metalen schild dat aan het schip is bevestigd en zo worden versneld.
In 1957 begonnen ze in de Verenigde Staten in het kader van het Orion-project een model van een nucleair voortstuwingsapparaat te ontwikkelen en te testen. Het schip was bedoeld voor het leger om kernkoppen te verplaatsen. Het omvatte een compartiment met brandstofcassettes, een duwerschild en een bagageruimte. De bemande versie vereiste ook de installatie van schokdempers om de schokken te dempen. Naast het winnen van snelheid, neemt het explosief een orde van grootte meer lading aan boord dan een raket op chemische brandstof.
"Dit idee is aantrekkelijk omdat het alleen met behulp van een explosief ruimtevaartuig mogelijk is om te accelereren tot aanzienlijke relativistische snelheden, dan zullen de verre planeten van het zonnestelsel beschikbaar komen en zal het mogelijk zijn om de eerste interstellaire expeditie te organiseren", legt Anton Pervushin, sciencefictionschrijver, specialist in de geschiedenis van ruimtevaart aan RIA Novosti uit. …
Wetenschappers hebben berekend dat als je elke drie seconden één lading tot ontploffing brengt, het schip met een versnelling van één dan drie procent van de lichtsnelheid zal bereiken en in 140 jaar naar het dichtstbijzijnde sterrenstelsel, Alpha Centauri, zal vliegen.
Het idee van een ruimtevoortstuwingsapparaat op basis van nucleaire explosies werd ook uitgedrukt door de Sovjetfysicus Andrei Sacharov in 1962. Zijn concept werd erkend als zeer complex, maar veelbelovend.
Alle werkzaamheden aan explosieven stopten in 1963, toen een internationaal verdrag werd ondertekend dat het testen van kernwapens in de atmosfeer, de ruimte en onder water verbood.
Explosieschema "Orion" / illustratie door RIA Novosti. NASA.
Promotie video:
Thermonucleair exploderen
In 1971 stelde de Duitse natuurkundige Friedward Winterberg voor om een ruimtevaartuig te versnellen met een thermonucleaire reactie die werd gelanceerd door een elektronenstraal.
Een thermonucleaire reactie is 26 miljoen keer energieker dan de chemische waterstof-zuurstof raketbrandstof en geeft een orde van grootte meer energie dan een nucleaire reactie. Maar een orde van grootte minder dan een explosie in de interactie tussen materie en antimaterie. Het probleem is dat van alle mogelijke soorten brandstof, alleen de kernsplijtingsreactie is gerealiseerd en zijn doeltreffendheid heeft aangetoond.
Ondanks het utopisme van het idee van een thermonucleaire motor, werd het ondersteund door leden van de British Interplanetary Society, en twee jaar later richtten ze het Daedalus-project op.
Thermonucleaire fusie vindt plaats in de ingewanden van sterren. Om het op aarde te lanceren, zijn monsterlijke temperaturen en brandstof gemaakt van waterstof of waterstof en helium nodig. Berekeningen hebben aangetoond dat de energie van thermonucleaire fusie van een mengsel van deuterium en helium-3 12 procent van de lichtsnelheid kan ontwikkelen - 36 duizend kilometer per seconde. Daedalus zou in een halve eeuw de Ster van Bernard hebben bereikt, 5,9 lichtjaar van de aarde verwijderd. Ter vergelijking: het snelste ruimtevaartuig, de Voyager 1, versnelde tot 17,02 kilometer per seconde dankzij een zwaartekrachthulp nabij Saturnus.
Structureel gezien was het schip een groot brandstofreservoir, van waaruit elke seconde, in kleine porties, brandstof in de verbrandingskamer wordt gegooid. Plasmaverbrandingsproducten worden door sterke magnetische velden in de mondstukken gericht.
In 1978 werd het werk aan "Daedalus" ingeperkt.
“Helaas kunnen explosieve projecten zich niet volledig ontwikkelen vanwege het in 1963 ondertekende verdrag dat kernproeven in drie omgevingen (oceaan, atmosfeer en ruimte) verbiedt. Totdat het wordt herzien, blijft elk concept van explosies puur theoretisch,”merkt Anton Pervushin op.
Thermonucleair brandstofschipproject / Icarus Interstellar.
Tweehonderd jaar wachten
In 2010 deden enthousiastelingen opnieuw een poging om de droom van een explosie nieuw leven in te blazen en richtten het Icarus-project op. Ze werden ondersteund door de British Interplanetary Society en de Tau Zero Foundation.
De deelnemers aan het Icarus-project namen de ontwikkelingen van de Daedalus als basis en analyseerden de belangrijkste aspecten van de toekomstige missie. Er wordt voorgesteld om een kleine onbemande sonde op een thermonucleair voortstuwingsapparaat tegelijk naar verschillende doelen te lanceren binnen 15 lichtjaar van ons verwijderd. Om een of twee sterren en zes of zeven planeten in detail te bestuderen, is een heel complex van apparatuur nodig van ongeveer tweehonderd ton. Helium-3, dat op aarde schaars is, kun je tanken in de baan van gasreuzen zoals Jupiter. Gezien het tempo van de technologische ontwikkeling, zal een dergelijke missie pas om 23.00 uur mogelijk zijn.
Naast wettelijke beperkingen hebben explosieve projecten veel onopgeloste technische problemen. Het is niet duidelijk waar de brandstof voor een thermonucleaire reactie moet worden gehaald, hoe deze in de kamer moet worden gevoerd, hoe de versnelling moet worden gedempt, hoe de bemanning tegen kosmische straling moet worden beschermd en in het algemeen welk van de ruimtevoortstuwingssystemen het meest efficiënt zal zijn.
Niettemin, volgens Pervushin, als mensen op een dag een groot ruimtevaartuig naar de dichtstbijzijnde sterren willen sturen, is er gewoon geen andere optie dan een explosieve.
Tatiana Pichugina
