Projekt Orion: Das atomare Raumschiff, das nie vom Boden abhob

Die 1950er Jahre waren eine wilde Zeit für die Nukleartechnologie. In den anderthalb Jahrzehnten nach dem Abwurf der ersten Atombomben auf Japan im August 1945 erforschten Wissenschaftler und Ingenieure die verschiedenen Möglichkeiten, wie diese Technologie für weniger schreckliche Mittel eingesetzt werden könnteBomben wurden sogar als Alternative zu Dynamit in der Konstruktion untersucht, aber das möglicherweise spektakulärste Was-wäre-wenn dieser Ära der atomaren Möglichkeit ist das Projekt Orion, ein Vorschlag, die Explosionen von echten Atombomben zu nutzen, um Schub zu erzeugen, um Astronauten in die Umlaufbahn und darüber hinaus zu schicken.

Bevor Sie sagen, dass das ungeheuerlich klingt ist es, das Prinzip dahinter ist ziemlich solide – so solide, dass es der Funktionsweise des Verbrennungsmotors sehr ähnlich ist, der alles von Autos bis hin zu Notstromaggregaten antreibt,abzüglich des nuklearen Niederschlags und der bestrahlten Besatzung.

Das letzte Stück ist ein Problem, das Project Orion nie wirklich lösen konnte; aber für eine Weile die Möglichkeit von Raumschiffen mit Atombombenantrieb war nicht nur eine Möglichkeit, sondern wurde von der US-Regierung ernsthaft recherchiert, und das aus gutem Grund.

Der Zustand der Welt in den späten 1950er Jahren

Wenn die meisten Leute ein Bild eines Atompilzes sehen, ruft das verständlicherweise eine fast ursprüngliche Angst hervor. Als sichtbarste Demonstration der Atomkraft ist es zu Recht, zuzusehen, wie ganze Städte blitzartig ausgelöscht werden, aber für manche ist dies eine erschreckende Sachewar nicht das einzige, was sie sahen.

Denker wie der berühmte theoretische Physiker Freeman Dyson sahen auch, dass die potenzielle Energie der Atombombe für wirklich friedliche Zwecke genutzt werden konnte, und er war nicht allein.Stanislaw Ulam und Cornelius Everett führten 1944 die erste ernsthafte Untersuchung des Atomantriebs für die Raumfahrt durch, als sie am Manhattan-Projekt arbeiteten.

In den 1950er Jahren führte US-Präsident Eisenhower, der alliierte Kommandant während des Zweiten Weltkriegs, seine "Atome für den Frieden," Plan, der versuchte, die Atomkraft auf friedliche Anwendungen umzuleiten, die der Menschheit zugutekommen würden, anstatt sie zu zerstören.

Während es immer militärische Anwendungen für Atomenergie geben würde, sahen Wissenschaftler wie Dyson, dass sich die Energie, die bei der Atomspaltung freigesetzt wird, zumindest im praktischen Sinne nicht von der Energie unterscheidet, die bei chemischen Prozessen freigesetzt wird. Die Energiemengekönnte um Größenordnungen größer sein als die bei der chemischen Verbrennung erzeugte, aber Energie war Energie.

Zur gleichen Zeit, als Wissenschaftler nach friedlichen Anwendungen dieser Technologie suchten, hatte die Sowjetunion zum Schock und zur Demütigung der Vereinigten Staaten erfolgreich Sputnik, den ersten künstlichen Satelliten der Menschheit, der jemals in die Umlaufbahn gebracht wurde, gestartet.

Die meisten Amerikaner glaubten, die Sowjetunion sei ein technologisches Hinterland. Wie zum Teufel haben sie die Vereinigten Staaten in den Weltraum geschlagen? Schlimmer noch, was waren ihre Absichten?

Kommt aus den dunkelsten Tagen der Roter Schrecken in den frühen 1950er Jahren dachten nur sehr wenige in Amerika, dass die sowjetischen Weltraumpläne gutartig waren, daher gab es einen enormen Druck, das sowjetische Weltraumprogramm einzuholen, zumal das amerikanische Programm größtenteils ein Sammelsurium aus Alphabetsuppenagenturen und den Vereinigten Staaten warStates Air Force USAF, mit wenig Koordination.

Als Reaktion darauf konsolidierte die US-Regierung die amerikanischen Raumfahrtbemühungen unter dem Dach der National Aeronautics and Space Administration NASA, die Hand in Hand mit der USAF und der Advanced Research Projects Agency ARPA zusammenarbeitete und später in Defense Advanced umbenannteResearch Projects Agency DARPA. Das allererste Weltraumprojekt, das ARPA erforschte, war ein Plan von General Atomics, Atomkraft zu nutzen, um amerikanische Astronauten in die Umlaufbahn zu bringen.

General Atomics war von Frederick de Hoffman gegründet worden, um kommerzielle Kernreaktoren zu entwickeln.die von Theodore Taylor geleitet werden würde, einem weiteren Veteranen von Los Alamos und einem Experten für die Herstellung kleiner Bomben.

Taylor und Dyson waren maßgeblich an der Entwicklung des Plans beteiligt, die Menschheit nicht nur in die Umlaufbahn, sondern in die äußeren Bereiche des Sonnensystems selbst zu bringen.

Projekt Orion

Die Idee hinter Project Orion war, zumindest konzeptionell, ziemlich einfach: Verwenden Sie Atombomben, um Schub zu erzeugen, der ein Schiff ins All heben könnte. Dies war die ursprüngliche Herausforderung, die General Atomics meistern wollte. Das Projekt beschloss, ein Konzept zu entwickeln, das inein Papier von 1955 von Stanislaw Ulam und Cornelius Everett. Sie schlugen das vorBomben könnten rückwärts aus dem Fahrzeug geschleudert werden, gefolgt von Festtreibstoffscheiben. Die Explosionen würden die Scheiben verdampfen und das resultierende Plasma würde auf eine Schubplatte auftreffen.

Unter Verwendung dieses nuklearen Impulsantriebs sahen Dyson und Taylors Entwurf für das Schiff eine große Platte vor, einen "Pusher", unter dem eine Atombombe explodieren würde. Die bei dieser Explosion freigesetzte Energie würde den Pusher mit einer Geschwindigkeit von der Explosion wegtreibenschnell genug, um eine Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen.

Natürlich würde eine Bombe nicht ausreichen, um ein Schiff vollständig in den Weltraum zu bringen, daher wäre eine Kette von Atomexplosionen in schneller Folge erforderlich, um das Schiff vor dem Zurückfallen auf die Erde zu bewahren.

Wie viele? Die Schiffe der Orion- und Super-Orion-Klasse brauchten etwa 800 Bomben von der Größe eines kleinen Kleinwagens, die mit einer Geschwindigkeit von etwa einer pro Sekunde unter dem Schiff explodierten, um es in die Umlaufbahn zu bringen.

Obwohl dies übertrieben erscheint, sind die chemischen Raketen, die wir gewohnt sind, Menschen und Fracht in den Orbit zu befördern, aus praktischer Sicht weitaus weniger effizient.

Laut Historiker George Dyson, Freeman Dysons Sohn, der hat eine definitive Geschichte geschrieben des Projekts, um das zu erreichen, was Project Orion mit einer herkömmlichen chemischen Rakete hätte erreichen können, wäre eine Rakete von der Größe des Empire State Buildings erforderlich gewesen.

Außerdem wäre die unglaubliche Geschwindigkeit, die all diese Atombomben erzeugen, zwei- bis dreimal schneller gewesen als das, was man mit konventionellen Raketen erreichen könnte. Sobald das Schiff das Vakuum des Weltraums erreichte, würde diese Geschwindigkeit als Impuls erhalten bleiben, mitjeder weitere Antrieb fügte hinzu, was er bereits erreicht hatte, nachdem er sich von der Schwerkraft der Erde befreit hatte.

Während Präsident John F. Kennedy die Amerikaner vielleicht ermahnte, den Mond Ende der 1960er Jahre zu erreichen, zielten Dyson und seine Kollegen etwas weiter hinaus, in der Hoffnung, dass die Amerikaner die Saturnmonde ungefähr im gleichen Zeitrahmen erreichen würden.Dyson hat gesagt, dass das Motto des Projekts war:"Mars bis 1965, Saturn bis 1970"

Während die Agentur ursprünglich von ARPA finanziert wurde, verlor die Agentur bald das Interesse und General Atomics kaufte sie bei anderen Agenturen ein und erhielt schließlich etwas Geld von der USAF, die das Projekt unter der Bedingung übernahm, dass auch einige militärische Anwendungen untersucht werden könnten.

Insbesondere war die USAF daran interessiert, eine Atombombenplattform über dem Nordpol zu entwickeln, die an jedem Punkt der Erde eine Bombe abwerfen kann, während sie sich außerhalb der Reichweite eines Feindes befindet. Die Beteiligung des Militärs bedeutete jedoch, dass ein Großteil der Forschungenwurde dann für die Zukunft klassifiziert und seine Details jahrzehntelang geheim gehalten.

Als sich die frühen Minutemen-Raketen jedoch als viel effektiveres Trägersystem für Atomwaffen erwiesen hatten, fiel das Interesse an einer weltraumgestützten Bombenplattform in Ungnade und die USAF übergab das Projekt an die NASA, die nur sehr wenig Interesse daran hattedas Projekt, trotz einiger hochkarätiger Unterstützer wie Wernher von Braun.

Offensichtliche Probleme mit Project Orion erwiesen sich als unüberwindbar

Zurück in den berauschenden Tagen der 1960er Jahre, als keine Kosten wurden gespartUm sicherzustellen, dass Amerika nicht wieder hinter die Sowjets zurückfiel, gab es bestimmte Dinge, die Geld einfach nicht reparieren konnte – nämlich Strahlung.

Umgang mit dem radioaktiven Fallout von eins Atombomben sind wahrscheinlich eine ebenso schwierige technische Herausforderung wie sie selbst, daher könnte es als unmögliche Aufgabe angesehen werden, Hunderte von ihnen einmal pro Sekunde in einer hoch aufragenden Atomfeuersäule zu detonieren, die Dutzende von Meilen hoch ist. Dieser Plan brachte auch andere Einwände hervor: Was, wenn das Modul mit seinen Hunderten von Bomben an Bord beim Start oder kurz danach explodieren sollte? Was, wenn eine Bombe zerplatzt?

Die andere große Sorge galt der Besatzung, die eigentlich all das nukleare Feuer in den Himmel reiten müsste. Die Besatzung wäre bis zu 700 Rad Strahlung ausgesetzt gewesen.jedes Mal, wenn eine Bombe unter Orion explodierte.

Perspektivisch ist dies das 10-fache der Mindestdosis benötigt, um ein akutes Strahlensyndrom auszulösen in Ihrem typischen Menschen. Einfach die angehenden Astronauten lange genug am Leben zu halten, um es in die Umlaufbahn zu schaffen, wäre, gelinde gesagt, schwierig.

Die Hoffnung des Project Orion-Teams war, dass irgendwann auf der ganzen Linie eine "saubere" Atombombe entwickelt werden könnte, die nicht alles in Sichtweite bestrahlt, aber eine solche Bombe ist nie entstanden.

Die politischen Winde änderten sich auch in den frühen 1960er Jahren. Als sich der Kalte Krieg hinzog, war ein Pilzwolke etwas, das niemand auf der Erde jemals sehen wollte, also geriet das Projekt Orion ziemlich schnell in Ungnade.

1963, die Unterzeichnung des Vertrag über das Verbot von Nuklearversuchen Zwischen den USA und der UdSSR wurde die Forschung zum bodengestützten Kernimpulsantrieb effektiv unterbrochen, und in den letzten Monaten der Entwicklung trat die NASA ein und gab eine Machbarkeitsstudie für den Start von Teilen der Orion-Raumsonde in die Umlaufbahn mit Saturn-V-Raketen in Auftrag unddas Schiff im Weltraum zusammenzubauen, was einfach nicht machbar war, also tötete die NASA das Projekt 1965 schließlich.

Könnte Project Orion jemals ein Comeback erleben?

Im März 1961, die Gardiner-Komitee — eine Versammlung amerikanischer Militärbeamter, Wissenschaftler und anderer Experten, die als Reaktion auf den Start von Sputnik organisiert wurde — gab einen Bericht heraus, der argumentierte: „Nuklearantrieb kann den erreichbaren spezifischen Impuls mehr als verdoppeln, während gleichzeitig hohe Schub-Gewichts-Verhältnisse beibehalten werden und könnte die Nutzung und Erforschung des Weltraums in wirklich großem Maßstab ermöglichen.“

Es ist diese Möglichkeit, die Ringe des Saturn persönlich zu sehen oder sogarFuß auf Pluto setzen, das hält das Projekt Orion in der Vorstellung so vieler Wissenschaftler und Ingenieure am Leben.

Da die Menschheit in diesem Jahrzehnt mit dem Artemis-Programm der NASA ihre bemannte Wanderung zurück zum Mond beginnt – mit vorläufigen Plänen für eine bemannte Marsmission in den 2030er Jahren – und einem erhöhten Interesse an der industriellen Nutzung des Weltraums in Form von Asteroidenabbau und Weltraumkolonien,die Herausforderungen der Strahlenbelastung müssen schließlich angegangen werden, wenn wir jemals hoffen, außerhalb der Erde zu existieren.

Wenn wir jedoch eine Lösung für dieses Problem finden könnten, könnte eine der größten Herausforderungen des Projekts Orion gemeistert werden und der Traum von echten Menschen, die das Sonnensystem erforschen, wäre vielleicht nicht so weit hergeholt. Immerhin, wennWir können eines Tages eine Kolonie auf dem Mars errichten, wir können eine Raumsonde im Orion-Stil im Orbit und außerhalb unserer Atmosphäre bauen, um die Bedrohung für die Menschen auf der Erde durch radioaktiven Niederschlag zu beseitigen.

Von da an sind die Sterne die Grenze.