Sistemul nostru solar este imens, vorbim despre distante de miliarde de kilometri. Luna este extrem de aproape în termeni astronomici, fiind la o distanta de 380000 km iar cea mai apropiata planeta, Marte, la peste 50 de milioane de km.

Motoarele care au propulsat si care înca propulseaza rachetele sunt toate de natura chimica. Explozia controlata este cauzata de reactii chimice dintre doi compusi, iar motoarele cu care este echipata naveta spatiala costa NASA, pentru fiecare lansare, aproximativ 400 de milioane de dolari iar randamentul acestora în prezent se apropie de limita practica: nu putem merge mai repede sau nu putem urca pe orbita încarcaturi mai mari decât în prezent, folosind energia eliberata prin reactii chimice, decât construind rachete mai voluminoase si implicit mai costisitoare.Proiectul Orion, sistemul de propulsie nucleara propus de NASA

În anii ’50, un grup de cercetatori a avut ideea de a propulsa o nava spatiala folosind energia nucleara. În acea perioada, pe când orice natiune era bucuroasa daca putea lansa pe orbita un satelit de câteva kilograme (si nu erau mai mult de doua astfel de natiuni), ei faceau deja planuri pentru lansare spre Marte a unei întregi colonii.

Cladiri întregi, chiar un mic oras cu sute de oameni puteau fi propulsate pe orbita. Unele informatii cu privire la Proiectul Orion sunt si astazi clasificate si ascunse publicului larg, deoarece implica studii referitoare la energia nucleara.

În 1957 rusii lansau Sputnik, primul satelit artificial al Pamântului si cursa înarmarii a ajuns sa fie o cursa spatiala, chiar daca Sputnik nu facea mare lucru pe orbita. Amenintarea pentru SUA era însa destul de limpede, astfel ca nu este greu de înteles de ce s-au investit milioane de dolari într-un proiect ce promitea un avans considerabil în propulsia viitoarelor nave spatiale.

În viziunea lui Theodore Taylor, director tehnic al Proiectul Orion si angajat al companiei General Atomic, o nava masiva avea sa fie propulsata de explozii nucleare succesive, de câteva kilotone (magnitudinea exploziei nucleare de la Nagasaki). O racheta clasica are nevoie de combustibil pentru deplasare, relatia fiind de directa proportionalitate, însa se ajunge repede ca peste 90% din masa initiala a rachetei sa fie doar combustibil, lasând putin loc pentru echipaj si instrumente stiintifice. Energia nucleara ofera de un milion de ori mai multa energie decât reactiile chimice. Daca o nava ar putea rezista exploziei nucleare, ar putea duce pe orbita o încarcatura de mii de tone. Planurile initiale prevedeau un zbor spre Marte în 1965 si unul spre Saturn si satelitii sai în jurul anului 1970.

Din puncte de vedere tehnic, totul parea sa se potriveasca: multa energie si putin combustibil, însa vor aparea o serie de inconveniente practice evidente.

În primele teste facute la scara si folosind explozii chimice, au fost identificate o serie de probleme ale acestui sistem de propulsie: placa prezenta mici crapaturi dupa o serie de explozii repetate si acest lucru punea în pericol integritatea viitoarei nave. Problema a fost rezolvata printr-o grosime variabila a placii, mai mare în centru si mai mica spre margini. Dar a fost rapid descoperita o noua problema, fenomenul de ablatie, erodarea straturilor exterioare ale placii datorate caldurii excesive ale acesteia. În cazul unei explozii nucleare, temperatura initiala ajunge pâna la un milion de grade si astfel placa ar fi instantaneu evaporata, împreuna cu echipajul. Vestea buna era ca desi temperaturile sunt înalte, acestea reveneau rapid la valori mai acceptabile iar sistemul era astfel proiectat încât exploziile sa aibe loc la o oarecare distanta de structura navei, dând astfel timp plasmei create sa se raceasca pâna la 200000 grade. Primele idei pentru proiectarea placii prevedeau folosirea fibrei de carbon, din doua motive: era un material rezistent si ajuta si la ecranarea radiatiilor.

Marea problema era însa lansarea navei. Lansata chiar si din mijlocul Pacificului, Orion ar fi lasat o dâra radioactiva prin atmosfera, care ar fi putut fi împrastiata de curentii de aer. Din pacate, nu s-a gasit nici o solutie acceptabila pentru acest impas, deloc minor.

Dispozitive nucleare, în forma de puc, care urmau sa propulseze o viitoare nava Orion, prin elibeararea si explozia lor repetata în urma navei, pe axa de simetrie a acesteia.

Un alt impediment întâmpinat initial de ingineri erau acceleratiile prea mari care ar fi zdrobit echipajul de podeaua navei în timpul lansarii. Exploziile nucleare erau violente si impulsul navei era prea mare pentru a putea fi suportate de echipajul de la bord. Solutia ar fi fost un sistem de amortizoare de soc plasat între placa expusa exploziei si restul navei.

În 1959 a fost realizat un experiment care dorea sa studieze stabilitatea unei astfel de nave si viabilitatea proiectului. Bineînteles, modelul a fost construit la scara redusa si s-au folosit explozii chimice pentru propulsie. Sase explozii succesive au propulsat macheta câtiva zeci de metri în aer, care a rezistat zborului si s-a întors în siguranta la sol, folosind o parasuta.

Nava reala urma sa fie gigantica, cât un bloc cu zece etaje, adapostind sute de oameni, cercetatori si chiar mici ferme sau animale (pentru zboruri de lunga durata prin Sistemul Solar), un adevarat oras de dimensiuni reduse. Propulsia nucleara permitea  ca nava sa poarte în final o încarcatura generoasa, de aproximativ 1000 de tone, suficienta pentru o colonie de dimensiuni reduse, cu toate cele necesare pentru functionarea acesteia.

Între timp, datorita faptului ca era un proiect secret, nu se putea face lobby în Congresul SUA pentru obtinerea de fonduri suplimentare. În plus, accentul începea sa fie pus pe echipa lui Werner von Braun care promisese ca va ajunge pe Luna pâna în 1970, folosind rachetele Saturn, propulsate chimic. Desi von Braun aflase de proiectul Orion si era entuziasmat de experimentele si de rezultatele obtinute deja, sprijinul acestuia a venit însa prea târziu.Proiectul Orion, sistemul de propulsie nucleara propus de NASA (2)

O lansare Orion ar fi adaugat doar 1% la poluarea nucleara produsa deja de testele atomice. Demonstratii publice împotriva continuarii testelor nucleare au fost si ele un factor care au grabit oprirea finantarii proiectului Orion, împreuna cu tratatul de interzicere a testelor nucleare atmosferice din 1963.

Desi proiectul nu a mai fost continuat, cei implicati în acesta nu înceteaza sa se gândeasca la avantajele aduse de o forma de propulsie de un milion de ori mai eficienta decât ceea ce avem acum. Propulsia nucleara ar permite un design al navei mult mai elastic, constrângerile asupra dimensiunilor si masei acesteia nu ar mai fi atât de drastice cum sunt în prezent. Carl Sagan vedea în Orion cea mai buna utilizare a energiei atomice.

Diverse reîncarnari ale proiectului Orion continue sa existe si azi, prin planurile de a avea nave cu propulsie laser sau cu microunde. Acestea nu reusesc însa sa se apropie de principalul avantaj al proiectului initial, capacitatea de a urca pe orbita mase enorme.

http://parsec.ro/2011/03/proiectul-orion/