Последний космический шанс

Корень проблем любой транспортной космической системы находится в источнике энергии. С одной стороны, он должен быть достаточно мощным, с другой – достаточно компактным. Ни химическое топливо, ни рабочее тело электроракетных двигателей не дают нам необходимой «компактности» для осуществления межзвездных перелетов: наоборот, они заметно утяжеляют корабль. Но мы располагаем еще одним источником энергии, который полностью соответствует суровым требованиям – это атомные и термоядерные бомбы.

«Отцом» взрыволетов считается польский математик Станислав Улам. Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако сам Улам считал своим величайшим изобретением именно «взрывной» космический движитель. Ученый описал это устройство в 1947 году, вдохновившись романом Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут». Принцип движения взрыволета прост: за корму корабля сбрасывается небольшое ядерное устройство, происходит взрыв, оболочка устройства испаряется, часть испарившегося вещества ударяет по корме корабля, тот летит вперед.

В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации «Дженерал Атомикс» (с англ. “General Atomics”) приступили к работе над секретным проектом взрыволета с кодовым названием «Орион» (“Orion”). Эта корпорация, расположенная в Сан-Диего, была основана американским атомщиком Фредериком Хоффманом для создания и эксплуатации коммерческих атомных реакторов. Ее соучредителем и соавтором проекта «Орион» был Теодор Тейлор – легендарная личность, один из создателей американской атомной бомбы.

Согласно расчетам Тейлора 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 предотвращения гибели экипажа между кораблем и плитой предполагалось установить амортизатор, смягчающий удар и способный аккумулировать энергию импульса с постепенной «передачей» его кораблю. Рассматривались варианты со сверхмощными пневматическими поршнями (очень сложная, но, по словам разработчиков, вполне реальная конструкция) и мягкими баллонами, наполненными газом под небольшим давлением.

Было построено несколько рабочих моделей толкателя корабля «Орион». 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 принципиальную возможность устойчивого полета при использовании импульсного движителя.

Еще одной проблемой была долговечность щита-толкателя. Вряд ли какой-нибудь материал способен выдержать воздействие температур в несколько тысяч градусов. Проблему решили, придумав устройство, разбрызгивающее на поверхности щита графитовую смазку. Путем эксперимента удалось установить, что при такой защите алюминий или сталь способны выдержать кратковременные тепловые нагрузки.

Авторы проекта быстро поняли, что без помощи государства им не обойтись. Тогда в апреле 1958 года они обратились в Управление перспективных исследований Министерства обороны США. В июле оно дало свое согласие на финансирование проекта с бюджетом в миллион долларов в год. Проект проходил под обозначением «Заказ № 6» с темой «Изучение ядерноимпульсных 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 межпланетный или межзвездный перелет. Авторы проекта «Орион» хотели получить дешевый и максимально простой по устройству космический корабль, который мог бы развивать релятивистские скорости.

Площадку для первого опытного образца космического корабля «Орион» планировалось построить на полигоне Джекесс-Флэтс (Невада). Стартовый комплекс собирались оборудовать с помощью восьми башен высотой 76 м. Согласно проекту, масса корабля на взлете должна была составить около 10 тыс. т. Атомные заряды мощностью в 0,1 килотонну в тротиловом эквиваленте на этапе взлета должны были взрываться со скоростью один заряд в секунду. Затем, когда высота и скорость вырастут, частоту взрывов можно уменьшить. При взлете корабль должен был лететь строго вертикально, чтобы минимизировать площадь радиоактивного загрязнения.

В то время, когда специалисты НАСА лихорадочными темпами разрабатывали маленький одноместный корабль «Меркурий», создатели взрыволета строили планы дальних экспедиций к планетам Солнечной системы. «Наш девиз был таков, – вспоминал физик Фримен Дайсон, участвовавший в проекте. – Марс – к 1965 году, Сатурн – к 1970!»