在1950年代和1960年代,美国空军、DARPA及NASA联合展开了一项名为Project Orion的研究,旨在探索以核脉冲推进技术为基础,透过在太空中进行一系列原子爆炸来推进太空船的可行性。早期版本的设计甚至提出了从地面起飞的方案,而后来的版本则专注于太空运行。该项目在位于圣地牙哥的通用原子公司进行,而著名火箭科学家温赫尔·冯·布劳恩也曾对此提案表示支持,并发表白皮书。
“Project Orion的设计提供了前所未有的推进效率和速度潜力。”
核脉冲推进技术的基本理念源于物理学家斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆在1946年提出的概念,并在1947年由弗雷德里克·雷尼斯和乌拉姆进行初步计算。 1955年8月,乌拉姆共同撰写了一篇机密文件,提出利用核裂变炸弹在一定距离内引爆,以推进太空船。该计画由通用原子公司的泰德·泰勒和在普林斯顿高等研究所工作的物理学家弗里曼·戴森主导。在1958年7月,DARPA同意每年支持Orion专案一百万美元,并正式启动该计画。
尽管最初得到了资助,自1959年底起,由于美国政府的立场发生变化,对于该项目的支持逐渐减少。 1964年,随着美国签署部分核试验禁令条约,Orion专案最终被取消。其中一个主要原因是担忧在太空中核爆炸可能造成的辐射污染和后果。
“在许多传统火箭中,推力与燃料的利用率往往是二选一的,但核脉冲火箭的设计让这二者皆有可能。”
Orion计画提供的优势在于它拥有高推力和高比冲(特定冲量),在设计的初期可提供2000次脉冲单位的推进,随后的空军计画更可能达到4000至6000秒的比冲,并且在1968年的融合炸弹提案中,性能甚至可以超越75000比冲,这让太空船可达到每秒10000公里的速度。该项目对于便宜的星际旅行充满了希望与热情。
尽管Orion计画在1964年被终止,其核心的外部核脉冲推进概念,却在日后的其他星际飞行计画中得到了延续。例如,Project Daedalus与Project Longshot均以此为基础进行设计,显示出该原理在高性能星际与行星表面飞行中的潜在应用价值。
“Orion的愿景超越了我们对太空旅行的传统理解,它可以成为未来人类探索宇宙的途径。”
在1968年,戴森对Orion的使用分析显示,若将融合爆炸的速度提升进一步,潜在的推进速度将有可能达到非常惊人的数据。虽然这些构想充满了理论,但Orion显然已经启发了后来各式空间设计的努力。研究者们推测,以Orion的技术,探测到最近的恒星系统将不再是梦想。
对于特定能力的探索,Orion计画无疑是太空推进技术的一次大胆尝试。从能量需求到建造技术,这项计画为未来的太空任务铺平了道路,但随着对核武器使用的道德考量和政治压力的提升,这一切却未能实现。这让人思考,未来的人类是否还能找到其他安全有效的途径,来达成探索宇宙的宏大理想?