В 1960 году фирма «Мартин» предложила принципиально новую ракету-носитель для доставки в космос больших полезных нагрузок. Это был ещё один из способов использования ядерной энергии для космических полётов. Преимущество использования ядерной энергии заключается в большей калорийности такого топлива, т. е. в большем содержании энергии в единице массы топлива. Это позволяет увеличить доставляемую в космос нагрузку. Но из-за принятого в 1959 году NASA решения о том, что в ближайшем десятилетии все ракеты будут использовать термохимические двигатели, а также Договора от 1963 года, запрещающего ядерные взрывы в атмосфере, в космосе и под водой, проект ракеты от компании «Мартин» стал не только ненужным, но и противозаконным. Другой причиной было отсутствие полезной нагрузки для такого носителя: «Сатурн-5» справлялся со своими задачами, и не требовал применения ядерных технологий, а сама программа с использованием «Сатурнов-5» была быстро закрыта.
Принцип действия
Ракета по проекту фирмы «Мартин» относится к классу пульсирующих ЯРД, т. е. таких, в которых процесс истечения ракетного топлива, а значит, и разгона, длится не непрерывно, а скачками. Принцип действия заключается в следующем: в камеру двигателя, наполненную водой, подаётся ядерный заряд и подрывается. Вода нагревается до большой температуры и истекает из сопла, создавая тягу. Как и случае с проектом «Орион», при взрыве развивались большие перегрузки, поэтому была необходимость установки амортизаторов между двигателем и кабиной космонавтов. Для того, чтобы избежать радиоактивного заражения места старта, аппарат предварительно доставляется на высоту в 150 км обычными ракетами на химическом топливе. Для достижения первой космической скорости требуется набрать недостающие 2,4 км/с. Преимуществом перед проектом «Орион» было практически стопроцентное использование энергии ядерного взрыва. Так как заряд взрывался в камере, то вся энергия поглощалась водой, в то время как в проекте «Орион» для того, чтобы использовать хотя бы половину энергии взрыва, требовалась бесконечно большая тяговая плита. В то же время скорость истечения вещества из сопла была заметно ниже, что ограничивало достигаемую скорость. Это происходило из-за того, что ядерная энергия использовалась не напрямую, а опосредованно, передавалась рабочему веществу – воде, в то время как в «Орионе» использовались непосредственно осколки деления и плазма, возникшая в результате испарения бомбы, которые летели с большой скоростью. Именно такая специфичность проекта от фирмы «Мартин» обуславливало область его применения: запуск полезной нагрузки с Земли, когда большая конечная скорость, а значит, и большая скорость истечения, не требуется. В то же время, корабль «Орион» предполагалось использовать там, где было необходимо развивать большую конечную скорость, а именно в межпланетных и даже в межзвёздных полётах.
Характеристики проекта
Основной частью ракеты (см. рис. 1) являлся двигатель, состоящий из сферической камеры (1) диаметром 40 метров и сопла (2). В камеру пневматической пушкой (3) подаются заряды, хранящиеся в топливном отсеке (4). Также в камеру подаётся вода из того же топливного отсека. Между двигателем и топливным отсеком, а также между топливным отсеком и полезным грузом (5) расположены амортизаторы (6) и (7) соответственно. Полная масса ракеты на старте – 1600 тонн, из которых 90 тонн приходиться на полезный груз, а 930 тонн – на воду. Мощность одного заряда – 100 тонн тротилового эквивалента. Удельный импульс двигателя по рассчётам мог достигать 1150 секунд. Высота ракеты составляет 90 метров, максимальный диаметр – 40. Расстояние между центром камеры, где производиться подрыв зарядов, и отсеком полезной нагрузки, равно 66 метрам для ослабления действия радиации. Это соответствует безопасному в радиационном отношении расстоянию в 3 км. при взрыве мощностью 20 килотонн. Дополнительное ослабление радиации произойдёт из-за экранирования полезной нагрузки амортизаторами и топливным отсеком. Вполне возможно, что ракета сможет выводить и пилотируемые корабли.
Рис. 1
Проект "Гелиос"
В лаборатории в Ливерморе одновременно с фирмой Мартин проводилась разработка аналогичного проекта. Главным отличем являлся тип используемого топлива: вместо воды рассматривались либо водород, либо взрывчатку RDX. Желание использовать водород обусловлено тем обстоятельством, что водород обладает самым низким молекулярным весом, а, значит, максимальной скоростью истечения. Взрывчатка RDX применяется в атомных бомбах, называется циклометилентринитроамин и имеет эмпирическую формулу C3H6O6N6. Выбор взрывчатого вещества в качестве топлива не поясняется; вероятнее всего, конструкторы надеялись повысить калорийность топлива как за счёт химической энергии взрыва, так и за счёт более полного поглощения нейтронов атомами углерода.
Возможно, так бы выглядел грузовой корабль "Гелиос"... Так художник представил себе полёт "Гелиоса" на орбиту
Заключение
Как выше уже отмечалось, проект фирмы «Мартин» оказался ненужным, как и все остальные проекты взрыволётов. Такую ситуацию нельзя объяснить их недостатками, скорее, это следствие невостребованности их характеристик, т. е., по сути, высокие характеристики, обусловленные использованием ядерной энергии, не нужны. Другой причиной стала «боязнь» общества 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. Тем не менее, ядерные технологии становятся всё более и более надёжными, а безопасность ядерных бомб, используемых во взрыволётах достигла высокой степени надёжности в результате работ по повышению их устойчивости к внешним воздействиям.
Литература:
- К. А. Гильзин «Электрические межпланетные корабли» - www.astronautix.com - www.islandone.org/Propulsion
