在1950年代和1960年代,美國空軍、國防高級研究計劃局(DARPA)和美國國家航空暨太空總署(NASA)共同進行了Project Orion的研究。這項計畫的核心是探究利用核脈衝推進系統的可行性,並期望能夠透過一系列在太空船後方進行的原子爆炸來推動該太空船。在早期的版本中,甚至曾提出擬議從地面起飛,但後來的設計則僅針對太空使用進行了調整。
Project Orion的概念不僅提供了高推力,還具有高比推力,顯示出其潛在的進步性。
該項目由泰德·泰勒(Ted Taylor)和物理學家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)主導,並在加州聖地亞哥的通用原子公司進行設計。1955年,斯坦尼斯瓦夫·烏蘭(Stanislaw Ulam)共同發表了一篇機密文件,建議以核裂變炸彈為動力,並在相當距離處引爆,為外太空的航行提供動力。到了1958年,DARPA同意每年出資100萬美元來支持該項目,使其得以正式啟動。然而,隨著1963年部分試驗禁條約的簽署,該計畫的支持度開始減少,最終在1964年被撤銷。
值得注意的是,Project Orion不僅在理論上展示了令人驚訝的推進能力,還表現出了極高的具體衝量。例如,原設計的兩千個脈衝單元在推進方面可達到2000秒的比推力,而根據空軍的計劃,這一數字甚至可能提升至75000秒,從而能夠達到每秒10000公里的速度。
“這一概念提供了一種新方式來考量太空旅行的可行性,尤其是在資源利用方面。”
在Project Orion的設計中,叛逆的發想中,核爆炸的外部引爆不僅給予了太空船強大的加速度,還巧妙地保護了機組人員,這主要依賴於防爆盾和緩衝器的系統。這種結構的推進系統使得其能夠承受極端的加速,例如,一個無人駕駛的飛行器估計可以承受高達100g的加速度,而有人駕駛的版本則需要一個有效的減震系統來平滑加速度,使之減少到人類可以忍受的範圍,即大約2到4g。
在技術的演進中,Project Orion的設計不僅是對當時太空科技的推進,也為後來的太空旅行提存下了宝贵的经验。許多後續的計劃,例如Project Daedalus和Project Longshot,皆采用了類似的核脈衝推進原理,而這些設計依然受到科學家的重視,特別是在對航行至其他星系的想像。迪森在1968年的一篇論文中,考慮集成融合裝置的設計,提出未來的星際航行設計可能需要根據更高的核爆炸派生物質量進行重新評估。
“這是突破傳統火箭推進技術的一個嘗試,能夠大幅提升太空任務的效率。”
Project Orion的想法引發了對未來太空探索的深思。在能源的使用方面,Project Orion是針對需求和使用的理念演進,只需為未來探索載入更多的計劃和計算。相較於其他多數太空推進技術,核脈衝推進具有高效的能源特性,這讓其在訪問其他星系的可能性上倍感興奮。
隨著科技的發展和核技術的進步,許多設計者和科學家開始考慮更為進階的推進系統。例如,最近的研究已經集中在小型的端粒融合或反物質推進裝置上,大家都希望能在不久的將來有所突破。毫無疑問,Project Orion展現的潛力和未來的可能性,將持續激發人們對於星際旅行的夢想。
那麼,隨著科技的進步和理論的不斷更新,未來的太空旅行真的能實現我們對外太空的探索夢嗎?