«Царь-бомба»: почему был свернут проект межзвездного взрыволета Сахарова
Ученые давно бьются над созданием мощного ракетного двигателя для полета на другие планеты.
Сможет ли человечество построить звездолет на взрывной тяге
Главной проблемой практической космонавтики всегда была невозможность разогнаться до скоростей, при которых полет к другим планетам занимал бы не месяцы или годы, а дни и недели. Проблему невозможно решить применением обычных ракетных двигателей, поэтому ученые рассматривают другие способы разгона, самый экзотический из которых изучался еще до начала космической эры.
Взрывной полет
В 1946 году польский математик Станислав Улам, работавший в американском проекте атомной бомбы, задумался о том, можно ли использовать ее разрушительную силу в мирных целях, например для ускорения летательного аппарата. Если сбросить атомную бомбу позади него, она взорвется и ударной волной испарившейся оболочки толкнет аппарат вперед.
Улам провел расчеты и убедился, что теоретически это возможно. Коллеги узнали об идее, но отнеслись к ней скептически: радиоактивное загрязнение и огромные перегрузки, которые будут действовать на разгоняемый взрывами аппарат, казалось, ставят на ней крест.
Улам не отказался от замысла и в августе 1955 года подготовил записку «О способе толкания снарядов с помощью внешних ядерных взрывов», в которой предлагал построить беспилотный комплекс в виде летающей тарелки, который разгонялся бы до космической скорости с помощью серии взрывов небольших атомных бомб и был способен доставить боезаряд в другое полушарие или вывести тяжелый спутник на орбиту.
Самая большая трудность состояла в сохранении целостности комплекса под воздействием взрыва, но ее можно было преодолеть, применив «прокладку» из пластиковых контейнеров с водой, которые, испаряясь, передавали бы импульс тарелке и смягчали силу удара. В дальнейшем математик доработал проект: тарелка превратилась в цилиндр, а бомбы сбрасывались через трубу, которая проходила через весь комплекс и набор «прокладок» на корме.
Граница Солнечной системы оказалась материальна
Проект «Орион»
Идеей заинтересовался физик Теодор Тейлор, который с лета 1956 года трудился в компании «Дженерал Атомикс». Он придумал концепцию ядерно-импульсного космического корабля под названием «Орион». Компания поддержала Тейлора и получила миллион долларов от Агентства перспективных исследовательских проектов на начальные изыскания.
Отчет по первой версии «Ориона» под обозначением «Марк-1» был подготовлен в декабре 1958 года. Она представляла собой транспортное средство, по форме напоминавшее пистолетную пулю и способное вывести в космос груз массой 1 000 т. Внутренний объем был разделен на пять палуб, четыре из которых содержали восемь контейнеров с атомными зарядами общим числом 2 200 штук.
В корме располагалась стальная толкающая плита с пневматическими амортизаторами, которые должны были рассеивать энергию взрыва, постепенно передавая импульс всему комплексу. Считалось, что они помогут снизить перегрузки, действующие на экипаж, с тысяч до единиц g.
Через полгода появился «Марк-2» полусферической формы. Количество атомных зарядов мощностью 5 кт уменьшили до 1 400, расположив на двух палубах и снабдив небольшими ракетными двигателями, которые помогали точно позиционировать взрыв за толкателем. Еще 600 зарядов собирались выводить на орбиту в составе полезной нагрузки, чтобы затем использовать в ходе межпланетной миссии.
Авторы проекта хорошо понимали, что самым уязвимым для критики элементом «Ориона» остается толкатель с системой амортизации. Поэтому решили провести натурные эксперименты на моделях. Испытания начались во второй половине 1958 года на полигоне в Пойнт-Ломе (Сан-Диего) и продолжались до ноября 1959-го.
Понятно, что для подъема моделей в воздух использовались не атомные заряды, а обычная взрывчатка, и все же эксперименты убедительно доказали: последовательные взрывы не разрушают аппарат с щитом-толкателем. Если бы проект «Орион» продолжал развиваться, то рано или поздно настал бы черед испытаний в космосе с реальными атомными зарядами.
Вначале — полеты прототипа, заряженного пятью десятками плутониевых зарядов; при этом ядерно-импульсный двигатель должен был включаться на высоте около 120 км, куда прототип доставила бы ракета-носитель «Сатурн-5», которую создавали для американской лунной программы.
Ученые полагали, что им хватит девяти ракет: три для испытаний двигательных модулей в высотных полетах, три для орбитальных полетов беспилотного прототипа и три для стартов с экипажами.
Пилотируемый комплекс
Советские физики не остались равнодушными к теме. Хотя проект «Орион» был засекречен, о его существовании, вероятно, узнала разведка. И в июле 1961 года на совещании в Кремле академик Андрей Сахаров изложил главе государства Никите Хрущеву свои соображения о возможности создания 100-мегатонного термоядерного заряда («Царь-бомбы») и ядерно-импульсного пилотируемого комплекса ПК.
Конструктивно взрыволет Сахарова должен был состоять из отсека управления, отсека экипажа, отсека для размещения ядерных зарядов, основной двигательной установки, экрана-толкателя и жидкостных ракетных двигателей. Он также должен был иметь систему подачи зарядов и систему демпфирования для выравнивания комплекса после взрывов.
Стартовать предполагалось с использованием жидкостных двигателей, размещенных на нижних опорах. На высоте порядка десятков километров включалась основная двигательная установка, сбрасывающая за корму атомные заряды.
В процессе работы над взрыволетом были рассмотрены несколько вариантов конструкции. Например, ПК-3000 со стартовой массой 3 000 т мог выводить на орбиту 800 т, ПК-5000 со стартовой массой 5 000 т — 1 300 т.
В качестве стартовой площадки для взрыволета выбрали один из районов на Крайнем Севере: конструкторы полагали, что для запусков нового космического корабля придется строить специальный космодром.
Место для него выбиралось на основе двух соображений. Во-первых, северные широты позволяли проложить трассу полета 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 проекта взрыволета Сахарова помешал Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, который 5 августа 1963 года подписали представители Советского Союза, Соединенных Штатов и Великобритании. Все исследования по практическому применению атомных бомб в интересах космонавтики были свернуты.
Межзвездный ковчег
Проект «Орион», несмотря на то что его пытались приспособить к решению военных задач и к организации экспедиции на Марс, тоже был закрыт в феврале 1965 года.
Однако сама идея взрыволета продолжала завораживать и, когда сведения о нем начали просачиваться в прессу, привлекла внимание энтузиастов космонавтики, которые продолжают обсуждать ее и сегодня, предлагая разнообразные варианты межпланетных кораблей, способных разгоняться до фантастических скоростей.
Известный физик Фримен Дайсон, отдавший «Ориону» несколько лет жизни, в октябре 1968 года опубликовал статью «Межзвездный транспорт», ставшую первой в ряду высказываний ученого, посвященных развитию идеи огронного взрыволетного «ковчега», который когда-нибудь отправится в путешествие к соседним звездам.
Фримен полагал, что в случае некоей глобальной катастрофы землянам вполне по силам построить корабль массой в несколько миллионов тонн, рассчитанный на полное обеспечение потребностей 20 000 человек. При этом максимальная скорость корабля составит 1 000 км/с, то есть парсек (3,26 световых года) он преодолеет за 1 000 лет.
Двигать корабль вперед будут мощные термоядерные заряды. Стоимость проекта Дайсон оценил в 600 миллиардов долларов, что в то время соответствовало валовому внутреннему продукту США. Идея Дайсона пока выглядит утопической, но вполне может быть, что именно ядерно-импульсные взрыволеты станут инструментом для завоевания человечеством Солнечной системы, а позднее — Галактики. Ведь ничего лучше мы пока не придумали.
Антон Первушин