在1950年代和1960年代,美國空軍、DARPA及NASA聯合展開了一項名為Project Orion的研究,旨在探索以核脈衝推進技術為基礎,透過在太空中進行一系列原子爆炸來推進太空船的可行性。早期版本的設計甚至提出了從地面起飛的方案,而後來的版本則專注於太空運行。該項目在位於聖地牙哥的通用原子公司進行,而著名火箭科學家溫赫爾·馮·布勞恩也曾對此提案表示支持,並發表白皮書。
“Project Orion的設計提供了前所未有的推進效率和速度潛力。”
核脈衝推進技術的基本理念源於物理學家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆在1946年提出的概念,並在1947年由弗雷德里克·雷尼斯和烏拉姆進行初步計算。1955年8月,烏拉姆共同撰寫了一篇機密文件,提出利用核裂變炸彈在一定距離內引爆,以推進太空船。該計畫由通用原子公司的泰德·泰勒和在普林斯頓高等研究所工作的物理學家弗里曼·戴森主導。在1958年7月,DARPA同意每年支持Orion專案一百萬美元,並正式啟動該計畫。
儘管最初得到了資助,自1959年底起,由於美國政府的立場發生變化,對於該項目的支持逐漸減少。1964年,隨著美國簽署部分核試驗禁令條約,Orion專案最終被取消。其中一個主要原因是擔憂在太空中核爆炸可能造成的輻射污染和後果。
“在許多傳統火箭中,推力與燃料的利用率往往是二選一的,但核脈衝火箭的設計讓這二者皆有可能。”
Orion計畫提供的優勢在於它擁有高推力和高比沖(特定沖量),在設計的初期可提供2000次脈衝單位的推進,隨後的空軍計畫更可能達到4000至6000秒的比沖,並且在1968年的融合炸彈提案中,性能甚至可以超越75000比沖,這讓太空船可達到每秒10000公里的速度。該項目對於便宜的星際旅行充滿了希望與熱情。
儘管Orion計畫在1964年被終止,其核心的外部核脈衝推進概念,卻在日後的其他星際飛行計畫中得到了延續。例如,Project Daedalus與Project Longshot均以此為基礎進行設計,顯示出該原理在高性能星際與行星表面飛行中的潛在應用價值。
“Orion的願景超越了我們對太空旅行的傳統理解,它可以成為未來人類探索宇宙的途徑。”
在1968年,戴森對Orion的使用分析顯示,若將融合爆炸的速度提升進一步,潛在的推進速度將有可能達到非常驚人的數據。雖然這些構想充滿了理論,但Orion顯然已經啟發了後來各式空間設計的努力。研究者們推測,以Orion的技術,探測到最近的恆星系統將不再是夢想。
對於特定能力的探索,Orion計畫無疑是太空推進技術的一次大膽嘗試。從能量需求到建造技術,這項計畫為未來的太空任務鋪平了道路,但隨著對核武器使用的道德考量和政治壓力的提升,這一切卻未能實現。這讓人思考,未來的人類是否還能找到其他安全有效的途徑,來達成探索宇宙的宏大理想?