Звездолет комбинированной схемы работы

У меня есть вступление и первые две главы книги более-менее вычитанные (остальные слишком сырые и там галиматься с именами мест, людей и пр. надо перечитывать и трусить).
Хотите попробовать на вкус книгу Дайсона-Младшего (маленький кусочек)?
Посредственный педагог - излагает.
Хороший - объясняет.
Гениальный - вдохновляет.


* * * * * * *



ДЖОРДЖ ДАЙСОН
2002 г.

Оно обрекало мамонтов на гибель, и оно привело к той ловушке, в которую суждено было поймать солнце.
Герберт Уэллс, 1914

ПРЕДИСЛОВИЕ
"Бэл-Эйр"

В 1957 году, именно аэродинамические плавники на багажнике, а не ремни безопасности в салоне считались стандартным атрибутом американского автомобиля. Аэроплавники достигли пика своей популярности с "Шевроле Бел-Эйр" 1957-го года выпуска. Его привод на 235 кубических дюймов рядной шестерки или на 283 кубиков V-образной восьмерки, предлагался с ручной коробкой скоростей или "Пауэр Глайд" автоматом. "Бэл-Эйр" имел двухцветный облик, подчеркнутый анодированным алюминием и был порожденниием космической эры Лос-Анджелеса, а не старьем эпохи Детройта. Дополнительное оборудование, помимо ремней безопасности, включало электрические стеклоподъемники, шестипозиционный электрический привод сидений, а так же встроенную электробритву. Русские, конечно, были первыми в космосе, но "Джерерал Моторс" был не превзойден на трассе.

Эта книга - история проекта "Орион". В 1957 году небольшая группа ученых под руководством физика Теодора В. Тейлора, в которую входил мой отец, Фримен Дж. Дайсон, предприняла вполне серьезную попытку построить межпланетный космический корабль, приводимый в движение ядерными бомбами. Этот труд - лучшее, что я смог сделать, восстанавливая историю, которую мой отец в то время мог рассказать мне только фрагментарно.

"Орион" был ровесником, как первого искусственного спутника Земли, так и "Шевроле Бэл-Эйр". Когда мой отец подключился к работе над проектом "Орион", он сидел за рулем "форда" 1946-го года. Но после года в Ла-Хойле, Калифорния, настало время отказаться от старичка. "Наш бедный старый авто, наконец, испустил дух."- Сообщил он в своем еженедельном письме домой: "Так что вечером в пятницу мы в последний раз завели своё старое авто. Мы направились к большому автодиллеру в Сан-Диего и приценились к множеству машин, проехались на трех, и, наконец, купили двухлетний "Шевроле" к 9 вечера". Бирюзово-белый "Бэл-Эйр" 1957-го года.

В пять лет от роду, я в Ла-Хойле (драгоценный камень), Нью-Джерси, обнаружил для себя рай. "Джерерал Атомикс", исполнитель проекта, предоставлял дом с бассейном и цитрусовым садом, расположенный в Бугенвилле с видом на Тихий океан, который мы наблюдали на закате, чтобы поймать зеленый луч.** [редкое явление на закате солнца. Прим. пер.] Зимние волны вздымались и перекатывались через рифы на Виндансе, где субкультура серфенгистов укрепилась так же цепко, как прибрежная ламинария укореняется в основание дна. Теодор Гейсел, более известный как Доктор Сьюзи, приходил к нам в трехкомнатную школку Коув в Ла-Хойл. Морские уши, достаточно крупные, что бы противостоять удару монтировки, можно было собирать во время отлива. Мой отец, а со временем и моя тринадцатилетняя сестра Катарина, вступили в местный клуб планеристов и там проводили субботы. Взлетев с лебедки, они пытались удержаться в восходящих потоках скал Торри Пайнс, опираясь на ткань, обтягивающую планер. Тогда же Джек Керуак опубликовал свой бестселлер "На дороге".

Аэродинамические плавники на "Шевроле" были точь-в-точь как на межконтинентальных баллистических ракетах "Атлас", которые "Конваир Астранавтикс", филиал того же корпоративного семейства что и "Дженерал Атомикс", собирал на новом объекте в 40 миллионов долларов стоимостью, расположенном в четырех милях от побережья. В июле 1958-го года "Конваир" провела день открытых дверей, предоставила бесплатные ход-доги и ежечасно показывала взлет модели своей МБР, которая, как объявляла местная газета, "будет оставлять дымный след и завершит свой полет большой красной вспышкой, имитируя детонацию боеголовки". Реальные ракеты "Атлас", имели дальность стрельбы 5000 миль и несли термоядерные боеголовки, каждая из которых выжигала сто Хиросим. Доставку водородных бомб на гражданские объекты тогда праздновали днем открытых дверей, а в это же время, "Орион", космический корабль, который будет использовать бомбы, чтобы доставить гражданских лиц на Марс, Юпитер и Сатурн, был настолько окутан секретностью, что до июля 1958 года, даже существование подобного проекта оставалось глубокой тайной для публики.

Большая часть документации по проекту "Орион" все еще классифицируются "СЕКРЕТНО - ОГРАНИЧЕННЫЙ ДОСТУП", хотя большинство из того, из-за чего первоначально проект в 1958-ом был засекречен, теперь находится в свободном доступе, за исключением некоторых конкретных технических нюансов. Любая потенциальная опасность использования документации по "Ориону" для разрушительных целей превышает потенциальные выгоды того, что знания "Ориона" могут быть полезными для решения задач, которые мы сейчас не можем решить или даже не можем понять. Со временем, мы перерастем свое стремление использовать ядерную энергию как оружие, а проект "Орион" станет монументом тем, кто когда-то верил, или до сих пор верит, в возможность превратить мощь этого оружия в нечто иное.

Все люди, которых я посетил или они собирались вместе, в конечном счете полагали, что они успешно продвигали мечту, которая, тем не менее, потерпела неудачу. Годы проведенные в работе над "Орионом" были наиболее интересными в их жизни. Готовы ли они делать это снова? Определенно да. Должны ли мы это делать сейчас? Возможно, и нет.
"У нас было удивительное время творческой свободы, прежде чем появилась любая из этих публикаций об осадках," - сказал ведущий экспериментатор "Ориона" Брайн Данн- "Это была сумасшедшая эпоха. Все наши ценности были перевернуты из-за холодной войны. Это было закрытое общество и самые причудливо-странные идеи тут пышно произрастали."

* * *

1 СПУТНИК

4 октября 1957-го года, первый искусственный спутник Земли, весом в 184 фунта, был запущен. "Спутник I" совершал оборот вокруг Земли каждые девяносто минут в течение следующих трех месяцев. "Спутник II" последовал 3 ноября и весил уже 1120 фунтов, внутри был живой посланник космической державы, собака Лайка. Третий искусственный спутник Земли вывели на орбиту 31 января, его запустила 32-х тонная ракета "Юпитер-С" . Изготовленный "Кристал Корпорейшен" "Эксплоэрер-1" весил 31 фунт.

Гонка в космосе стартовала. В Вашингтоне, округ Колумбия, Агентству Передовых Проектных Исследований (ARPA, теперь DARPA) в Пентагоне был выделен небольшой офис и на него была возложен миссия по координации усилий Соединенных Штатов по выполнению миссии догнать, как в гражданском, так и в военном отношении. НАСА до июля 1958-го года еще не существовало. Все три ветви вооруженных сил Соединенных Штатов дружно включились в борьбу за космическое пространство. "Если это летает, это наша компетенция!" - заявили ВВС. "Но это называется космический корабль!", возразил военно-морской флот. "Хорошо, но Луна - суша!" - Парировала армия, которая уже заполучила ракеты пионера ракетостроения Вернера фон Брауна.

"Спутник" застал американского обывателя врасплох, но не аэрокосмический истеблишмент Соединенных Штатов. Американские ученые были хорошо осведомлены и о некоторых усилиях Советов, и о поползновениях в Соединенных Штатах, а именно, по межконтинентальным баллистическим ракетам "Атлас" и "Титан", программе спутников "Эксплоэрер" и "Авангард", о ядерном ракетном проекте Rover в Ливермоне и Лос-Аамосе, и даже о планах по высадке на Луну. Все это ставилось на повестку дня еще до того как русский "Спутник" взошел над горизонтом. Миссия ARPA заключалась в консолидации существующих аэрокосмических проектов, дифференциации военных от гражданских целей, и в рассмотрении всех вариантов, даже самых надуманных. Ядерные темы рассматривались с большим энтузиазмом. То была эпоха неограниченных ядерных испытаний в атмосфере, с эквивалентом в несколько тысяч Хиросим, взрываемых год за годом.

Одним из рассматриваемых ARPA проектов, под условным называнием "проект "Орион", был межпланетный космический корабль, приводимый в движение ядерными зарядами. "Орион" был потомком идеи, впервые рожденной как идея беспилотного аппарата, математиком из Лос-Аламос Станиславом Улама, вскоре после испытания атомной бомбы "Тринити" в Аламогордо, Нью-Мексико, 16 июля 1945 года. Это было типично для Улама, думать об использовании бомб чтобы двигать ракеты, в то время как все остальные ломали голову над использованием ракет для доставки бомб.

Для того чтобы визуально вообразить "Орион", представьте себе огромный одноцилиндровый двигатель внешнего сгорания, этакий одинокий поршень движется возвратно-поступательно внутри "камеры сгорания" космической пустоты. Сам корабль - яйцевидной формы и высотой с двадцатиэтажное здание, а заряд в 1000 тонн тротиловой мощности толкает бронированный поршень, соединенный с кораблем амортизирующими колоннами. Первые двести взрывов, через полусекундные интервалы, суммарным эквивалентом в пару 100 тысяч тонн тротила, поднимут судно от уровня моря до 125000 футов. Каждый удар добавляет 20 миль в час скорости корабля, и этот импульс эквивалентен его свободному падению с высоты в 15 футов. Шесть сотен взрывов, постепенно увеличивающие мощность отдельного до 5-ти килотонн, выведут корабль на 300 мильную орбиту вокруг Земли. "Я обыкновенно много воображал то, как будет выглядеть полет, вертикальный подъем." - Говорил Тед Тейлор, младший коллега Улама, который инициировал проект "Орион" и широко известен как проектировщик самых маленьких и самых больших атомных бомб в арсенале Соединенных Штатов, он был однозначно компетентен, чтобы представлять это. - "Первый полет этой штуки с полномасштабной миссией будет самым зрелищным явлением, который люди когда-либо видели."

Совершенство обычной ракеты определяется скоростью истекающих газов. Она в свою очередь ограничивается заключенной в топливе энергией и эффективностью превращения той в кинетическую энергию за счет расширения газа в сопле, а так же температурой, при которой начинают плавиться камера сгорания и сопло ракетного двигателя. Для химической ракеты максимальная скорость истечения - около 3 км/с (60000 миль/ч) - это предельная скорость, которую энергия, выделяемая при перестройкой электронов в ходе химических реакций, может сообщить продуктам реакции при их разлете. Для достижения низкой околоземной орбиты (7 км/с) требуется, по меньшей мере две ступени, а чтобы достичь параболической скорости (11 км/с) нужно по крайней мере три, и тогда вы можете улететь прочь от Земли,не вернувшись назад. При заданной изначально полезной нагрузке, каждая ступень увеличивает массу примерно в четыре раза, от начальной. Поэтому нужна химическая ракета не менее 16 тонн, для вывода на низкую околоземную орбиту одной тонны. Визит к Луне с возвращением, требует пяти ступеней, и в итоге получается около тысячи тонн на каждую тонну, чтобы доставить ее туда и обратно. Вояж на Юпитер, Сатурн, или даже Марс становится непомерно дорогим, именно поэтому нам все еще только предстоит проникновение за пределы Луны чем-то еще, кроме как беспилотными односторонними зондами. Для того чтобы действительно исследовать Солнечную систему, за время, соизмеримое с карьерой отдельных готовых на это авантюристов, требуется высокое ускорение дабы только добраться до интересного места, топливо для обратного пути и хорошие тормоза, чтобы возвращаясь, вы могли затормозить.

"Орион" избавлен от всех этих ограничений, поскольку ядерное деление освобождает в миллионы раз больше энергии, чем горение химических веществ, кроме того, из-за того, что сгорание топлива происходит в виде дискретных импульсов на удалении, это позволяет избавиться от ограничений высокой температуры внутри конструкции корабля. В химической ракете, топливо нагревается своим собственным сгоранием и становится реактивной массой. Реактивная же масса Ориона в отличие от урана или плутония, которые здесь служат только топливом, может служить практически любая дешевая, инертная материя, помещенная между толкающей плитой и бомбой. Ею может выступать что-то столь же легкое как полиэтилен, или тяжелое как вольфрам. Поэтому в дальнем путешествии ракетная масса может включать в себя отходы на борту судна как дополнении ко льду метана или другой материи, добытой с поверхности Марса, собранной среди колец Сатурна, или где-либо еще, там, где экспедиция решила остановиться.

Ракетная масса испаряется бомбой в направленную струю плазмы. В отличие от ракеты, которая отбрасывает рабочую массу от корабля, "Орион" отталкивает корабль от ракетной массы. Здесь сначала медленно отбрасывается ракетная масса вместе с бомбой, бомба сгорает, в результате чего часть полученной быстро движущейся ракетной массы ударяет в дно корабля. Продукты взрыва ударяют в толкающую плиту на скорости, примерно в сто раз большей, чем выхлоп любой ракеты, создавая температуру, которую не может выдержать никакое сопло ракеты. Примерно на одну трехтысячную секунды плазма сжимается у поверхности толкателя при температуре около 120 000 градусов. Это время слишком мало, для того чтобы тепло проникло вглубь плиты толкателя, поэтому корабль может выдержать длинную серию импульсов, точно так же как кто-то сможет быстро пробегать босиком по углям кострища, не обжигаясь. Даже в случае очень амбициозной межпланетной миссии, где требуется несколько тысяч взрывов, общее время взаимодействия плазмы с толкающей плитой все равно составит менее одной секунды. Высокая температура здесь надежно изолирована во времени и пространстве от корабля.

Главная изюминка, которая соблазнила в "Орионе" ARPA в 1958 году, потом соблазняла ВВС в течение семи лет, и некоторое время подкупала даже NASA в 1963-м году, является его удельный импульс - стандартная мера для сравнения эффективности различных форм ракетных движителей в космосе. Формально, она определяется как скорость отбрасываемой ракетной массы, деленное на ускорение свободного падения у Земли, g. Удельный импульс (Isp) измеряется в секундах и может быть нестрого представлен, как продолжительность времени, в течении которого один фунт топлива может генерировать один фунт тяги у Земли. Лучшие химические ракеты достигли удельного импульса около 430 секунд, а ядерная ракета на основе реактора, используя существующие технологии, может достичь 1000 секунд. Удельный импульс измеряется и как квадратный корень из температуры истекающих газов, так что ракета с внутренним выделением тепла, не может достигнуть заметно большего удельного импульса, без плавления конструкции корабля.

Двигатель внешнего сгорания "Ориона" избавлен от подобных температурных ограничений и развивает гораздо более высокий Isp, от 2000 до 3000 секунд для конструкций самого первого поколения, от 4000 до 6000 для более крупных транспортных средств с использованием существующих технологий взрыва и, возможно, на порядок выше, если искусство осуществления взрывов будет существенно продвинуто. Другие технологии, такие как ионные двигатели с ядерно-электрической или солнечно-электрической энергоустановкой, тоже предлагают высокий удельный импульс, но только при очень малой тяге. Химические ракеты создают высокую тягу, но с низким удельным импульсом. И только "Орион" предлагает обе опции. И чем больше подобный корабль, тем выше его Isp. Даже версия "Ориона" первого поколения может, как это описывается у аэрокосмического историка Скотта Ловзе, "стартовать из низины Джек-платца на орбиту Сатурна и вернуться на околоземную орбиту, и все - на одной ступени".

Проект "Орион" развивался с 1957 по 1965 год. "Дженерал Атомик", подразделение "Джеренал Динамикс Корпорейтед" был организован для развития и воплощения идей мирного использования атомной энергии, которое, как принято считать, включает в себя все что угодно, кроме ядерных бомб. "Дженерал Атомик" был основан в 1955 году, Фредериком де Гофманом, молодым физиком, который ушел в предпринимательскую деятельность, где стремился вернуть себе тот дух творчества, который испытал в Лос-Аламосе во время войны. "Дженерал Атомик" привлекал не только первоклассных теоретиков и экспериментаторские таланты, но обладал поддержкой политиков, финансистов и промышленников, которые, после успеха Манхэттенского проекта и его приемника - водородной бомбы, - стремились понять что же коллеги де Гофмана могут придумать в следующий раз. Появилось узкое окно возможностей между запуском первого искусственного спутника Земли и приверженностью Соединенных Штатов к исключительно химическому подходу к космосу. Было только одно время и одно место, а именно "Дженерал Атомик", где был предложен такой неортодоксальный шанс как "Орион". Где еще тридцатидвухлетний физик, на следующий день после того как полетел Спутник, мог начать воображать о том, сколько надо использовать бомб чтобы отправить что-то размером с атомную подводную лодку на орбиту, и где он мог провести следующие семь лет своей жизни, при попустительстве "Дженерал Динамикс", AEC, ВВС и даже в незначительной степени НАСА, чтобы сдвинуть эту идею с мертвой точки?

Де Гофман и Тэйлор разжились исследовательским контрактом на 5000 долларов в офисе Комиссии по Атомной Энергии (AEC), Альбукерке и это была формальность, которая обеспечила доступ к секретной информации, необходимой для работы над чем-либо, имеющим отношение к ядерной бомбе. С 3 ноября 1957 года, на следующий день, после того как был запущен Спутник II (с Лайкой на борту), "Дженерал Атомик" выпустил "Записку о возможности для очень большого судна с ядерным приводом, развить скорость покидания Земли" под авторством Т.В. Тейлора. Новый проект был назван "Орион" без особой на то причины, говорил Тейлор, который просто "выбрал имя с потолка". Маршалл Розенблат предложил название кодировать как О'Ryan: to throw others off the trail - "сбивать других со следа".

К началу 1958-го года планы по строительству "Ориона" обрели форму. Предложение Теда Тейлора, которое было показано ARPA в начале 1958 года, предполагало 4000 тонное судно, принявшее на борт до 2600 бомб и способное доставить на орбиту полезную нагрузку в 1600 тонн. "По оценкам доктора Тейлора, полностью оснащенный космический корабль может быть построен к 1963-1964 году и будет стоить примерно 500 000 000 долларов." - рапортовал младший лейтенант Рональд Пратер, один из контролеров ARPA после визита в "Дженерал Атомик" в ноябре 1958 г. Предполагаемые миссии для него варьировались от способности доставлять "водородную боеголовку настолько большую, что она будет опустошать страну в одну треть от размеров Соединенных Штатов", до грандиозного тура по Солнечной системе, который главные ученые "Ориона" мыслили в виде некого повторения путешествия Дарвина на "Бигль", то есть четырехлетняя экспедиция к лунам Сатурна, включая двухлетнее пребывание на Марсе. "Сатурн к 1970 году!" - лозунг физиков. "Тот, кто обладает "Орионом" будет управлять миром" - лозунг генерала Томаса Паэура, главнокомандующего стратегической авиацией.

Кадр с титрами фильма о летающей модели, представленный разработчиками для ARPA/ВВС в 1959 году.

Ранней весной 1958 года, "Дженерал Атомик" начал переезд из временной штаб-квартиры из школы на улице Барнард в деловой части Сан-Диего на живописную площадь в триста акров на плоском холме над пляжами Ла Джолла рядом с Торри Пайнс.
Её центральную часть занимала круглая техническая библиотека два этажа в высоту и 135 футов в диаметре - точно как диаметр в проекте 4000-тонного Ориона. Библиотека, включавшая в себя кафетерий, обеспечивала ощущение масштаба. Тед Тейлор будет указывать на автомобиль или грузовик доставки, как на размер существующих космических аппаратов, и говорить: "Это то, что годится для заглядывания через замочную скважину". После он будет указывать на библиотеку и говорить: "А это нужно для открытия двери."

Большая часть техдокументации на проект "Орион" остается засекреченной и по сей день. Даже названия документов часто закодированы, оставляя только случайные подсказки о их существовании, например, ссылка на Теда Тейлора в первоначальном докладе Маршала Розенблюта о возможностях "Ориона", которая были представлены в рассекреченной переписке ВВС и фигурирует только как GA-292, и о которой историк авиации пишет: "содержит все необходимые технические характеристики для очень большого космического корабля… которые были направлены в ARPA и ASWC в начале 1958 г." Некоторые из причин такой секретности, например, потенциал "Ориона" в качестве стратегической платформы для размещения оружия в глубоком космосе, в настоящее время устарели. Другие секреты, особенно о том, как спроектировать миниатюрный ядерный заряд с направленным выходом энергии и при этом использовать очень небольшое количество плутония, остаются сегодня столь же актуальными, как никогда ранее.

Тейлор мог дополнять имеющийся в "Дженерал Атомик" персонал еще и внешними консультантами, в тех случаях, когда был уточнен их Q-статус, особый уровень доступа, находящийся в ведении AEC в соответствии с Законом об атомной энергии 1954-го года. Одним из таких консультантов был мой отец, Фримен Дж. Дайсон из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, который периодически исчезал в "Дженерал Атомик", делая небольшие намеки на то, над чем он работает и из чего, можно было делать догадки.

"У меня нет ничего особо оригинального, чтобы я мог рассказать о Спутнике. Вся эта история у меня вызывает иронию" - писал он своим родителям в Англию под новый 1958-й год по пути из Нью-Йорка в Сан-Диего, чтобы провести свою первую десятидневную консультацию по проекту "Орион" с Тэдом. "На мой взгляд, очевидно, что Советское правительство не намерено кого-то оттуда бомбить, но оно намерено доминировать на Земле в стремительности научно-технического прогресса. Это, в свою очередь, побудит американцев запустить целый ряд крупных проектов, на которые они поскупились бы раскошелится в противном случае. Нет никаких сомнений, что колонизация Луны и планет будет среди этих начинаний. Я надеюсь, что сам приложу к этому руку".

К весне Фримен проводил все больше и больше времени на Западном побережье. "Я нахожусь сейчас в группе не более 12 человек, всем им до 40 и они планируют предприятие, которое неизбежно вырастит до грандиозных масштабов." - Писал он 27 апреля из отеля Дел-Черро, недалеко от пляжа Шорс в Ла Хойле. "Ощущения и атмосфера такие, как в начале атомного проекта, в первые его дни, еще до Лос-Аламоса, когда мысль Оппенгеймера, Теллера и горстки других людей нащупывала подходы к проблеме, находила основные идеи для всего того, что появилось позже. Что характерно для такого очень раннего периода, так это то, что нет ощущения ни давления, ни спешки, все очень неформально и ненапряженно, и мы сами испытываем трудности в восприятии ситуации всерьез. В последующие годы, когда огромные проекты и целые империи вырастут из всего этого, ранний период станет легендарным, и мы сами не сможем отличить наши воспоминания об этих временах от легенд, которые будут шириться вокруг нас."

"В том, что я сказал в этом письме, нет никакого нарушения секретности," добавил он, "так как я ничего не сказал о том, что мы делаем. Тем не менее, я хочу, чтобы вы молчали даже об этом и не рассказывали своим друзьям, что я делаю что-то необычное". В мае 1958 года, проект "Орион" получил разрешение приоткрыть суть свих работ в конфиденциальном порядке, но только для небольшой целевой группы людей, так как становилось трудно нанимать таланты без объяснения основных идей и целей мероприятия. Наконец, 2 июне 1958 года свершилось нечто существенное. Без ссылки на название проекта, в Вашингтоне , округ Колумбия, был опубликован одно страничный пресс-релиз: "Рой У. Джонсон, директор Агентства перспективных исследований, сегодня объявил, что Исследовательский центр ВВС и Командование Развития Армии, уполномочили сделать технеко-экономическое обоснование контракта с "Дженерал Атомикс", отделения "Дженерал Динамикс Корпорейшен", расположенного в Саен-Диего, штат Калифорния, в связи с возможностью развития новой концепции двигателя, применяющего контролируемые ядерные взрывы... в атмосфере и за ее пределами. Первоначальные расходы на это исследование требуют одного миллиона долларов в течение 1959-го финансового года."

Мне было пять лет и космос казался в пределах досягаемости настолько, что лишь дети эпохи Спутника могут это понять. Летом 1957 года мы поехали в обсерваторию Лик на горе Гамильтона в Калифорнии, чей 26-и дюймовый рефлектор был в свое время самым мощным телескопом в мире. Когда мой отец поднял меня к холодному латунному окуляру, Сатурн и его кольца заполнили черноту. Звездная ночь, мы в большом, как суповая тарелка куполе, и было ощущение как будто мы в огромном космическом корабле и уже путешествуем на пол пути. Позже в том же году мы всматривались в Млечный Путь, чтобы увидеть как первые спутники проходят над нашей головой. Под ясным зимним небом Нью-Джерси я научился распознавать звезды и отличать планеты, используя копию руководства Х. А. Рэйя "Поиск созвездий", который был так же автор "Любознайка Джордж". Фримен сообщал моему деду в октябре 1957 года: "Сегодня, когда я пришел домой с работы, было уже темно и Джордж сказал: 'Я только что был снаружи и мог видеть Венеру и Орион'. У него широко распахнуты глаза для всех явлений природы, птиц и бабочек, червей и облаков."

Космические путешествия в 1950-е годы казались неизбежными. Как было отмечено ВВС при рассмотрении проекта: "Открывшиеся возможности использовать "Орион" так же безграничны, как сам космос". Дети, которые будут разочарованы в 1960-е из-за войны во Вьетнаме, провели 1950-е уверенные, что именно нам суждено колонизировать космос. Когда выяснилось, что правительство Соединенных Штатов планирует построит межпланетный корабль, движимый бомбами, и что мой отец собирался быть на его борту, я был среди менее всего удивленных этим. "Когда я отвозила Джорджа в школу сегодня утром, то рассказала ему о космическом корабле," - сообщила моя мачеха, в июне 1958 года, когда AEC и Министерство обороны впервые разрешило "Дженерал Атомик" упоминать о существовании контракта прессе. "Он был очень взволнован, сразу же спросил на какую планету вы отправитесь, и не найдется ли немного место рядом с вами и для него, чтобы путешествовать вместе".

Когда мой отец вернулся домой, у меня были бесчисленные вопросы. "Насколько велик космический корабль? Как он будет выглядеть? Как он работает? Где вы будете путешествовать, и как долго вас не будет?

"Я не могу вам это рассказать" - ответил он: "но когда-нибудь вы все это узнаете"

* * *
еще одна глава.

* * *

2 ОСВОБОЖДЕННЫЙ МИР

"Эти атомные бомбы, которые наука обрушила на мир, в ту ночь были чужды даже для людей, которые использовали их" - писал Герберт Уэллс в "Освобожденный мир", пророческом романе, который появился в преддверие Первой мировой. Уэллс предсказал будущее, преображенное атомной энергией, но опасался, что отсутствие адекватного преображения и человеческой природы приведет к "Последней Войне" - это то, что мы до сих пор называем, в надежде, что избежали ее, как Третья Мировая. "Бомбы Центральной Европы были такими же, за исключением того, что они были больше" - пояснял Уэллс - "Ничто не могло быть более очевидным для людей начала двадцатого века, чем скорость, с которой войны становятся невозможными. И разумеется, они этого не увидели. Не увидели этого пока атомные бомбы не лопнули в их неуклюжих руках... Перед началом последней войны, было общеизвестно, что человек может нести в сумочке количество скрытой энергии достаточное, чтобы разрушить половину города... и все таки мир, как говорят американцы, "валял дурака" с атрибутикой и притязаниями войны."

Деление ядра еще не было известно в 1914 году и воображаемые атомные бомбы Уэллса, высвобождая энергию, названную там как питающую Солнца, были ближе к бомбе синтеза (водорода), чем деления (урана или плутония). "Орион" должен был приводиться в движение небольшими, поэтому обычными зарядами деления. Перед тем как покинуть "Дженерал Атомикс" в сентябре 1959 года Фримен Дайсон имел неформальные разговоры по поводу предельных возможностей технологии "Ориона", взяв в качестве примера управляемый межзвездный корабль на водородных бомбах, который "мог бы доставить колонию из нескольких тысяч человек к Альфа Центавра, что примерно в 4-х световых годах от нас, за 150 лет". Тут возникает только одна проблема: для этого потребуется 25 миллионов водородных бомб и потребуется еще на 25 миллионов бомб больше, если вы хотите там затормозить.

Самые смелые фантазии в рамках проекта "Орион" о перспективах крупномасштабных перевозок пассажиров и грузов через всю Солнечную систему, питались ожиданиями, что маленькие, не использующие деления, или, по крайней мере, с мизерным делением бомбы станут возможны к тому времени когда флотилии подобных движимых бомбами кораблей начнут летать. Хотя малогабаритные водородные бомбы так и не появились на свет, но появление и развитие концепции "Ориона" было тесно связано с появлением и развитием именно водородной бомбы. Термоядерный синтез буквально витал в воздухе в 1956 году. Когда ранней весной мы с отцом шли домой из его офиса в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, я нашел порванный ремень автомобильного вентилятора, валявшийся на дороге. Я спросил отца, мол, что это такое? "Это - кусочек солнца," - ответил он.

Нет ничего удивительного в том, что мой отец, который приехал в Америку в 1947-м как студент Бете, будет смотреть на ремень вентилятора не как на останки автомобиля, а как на останки ближайших звезд. Это именно Бете в 1938 году открыл углеродный цикл, который и производит энергию в недрах звезд с помощью слияния водорода и гелия. Другие процессы в более старых звездах производят остальные более тяжелые элементы, что вместе и приводит к многообразию форм нашей материи, от железного ядра Земли, до разорванного ремня брошенного на обочине дороги в Нью-Джерси. "Звезды имеют жизненный цикл так же, как и животные" - объяснял Бэте, получая Нобелевскую премию. - "Они загораются, они растут, они проходят через определенные этапы внутреннего развития и, наконец, они умирают, чтобы вернуть материю, из которой они состоят так, чтобы смогли зажечься новые звезды"

"Когда фундаментальный труд Бете по углеродному циклу ядерных реакций появился в 1939 году, немногие, если вообще такие были, могли догадаться или представить себе, что всего через несколько лет подобные реакции будут произведены на Земле" - уверял Стен Улам. Не менее чем, за три года до взрыва первой атомной бомбы, было осознано, что та будет производить на короткий миг температуры и давления, большие, чем в недрах Солнца. Если подходящее ядерное топливо было бы подвергнуты этим температурам и давлению, можно было бы зажечь очень маленькое солнце, которое, в следующий момент само себя разорвало на части, лишенное гравитации, удерживающей настоящее Солнце. Деление ядер тяжелых элементов, как уран (Хиросима) или плутоний (Нагасаки) высвобождает огромную энергию, но слияние ядер легких элементов, таких как водород или гелий, может освободить энергии в тысячу раз больше, или даже много больше. Обе столицы, и Москва, и Вашингтон боялись, что именно они могут оказаться следующими целями в списке.

Такая термоядерная или водородная бомба может сжигать дейтерий, стабильный и легко выделяемый изотоп водорода, который является самым дешевым и доступным на Земле топливом. Фактическая стоимость дейтерия не была точно оценена до 1955 года. "Основной концептуальной особенностью всех существующих видов ядерного оружия," - отмечал Фримен в 1960 году, - "является то, что относительно гораздо дешевле сделать большой взрыв, чем маленький." В 1950 году, стоимость количества дейтерия, необходимого для добавления килотонны к энергии взрыва водородной бомбы, составляла около шестидесяти центов.

Общественные дебаты по поводу решения Трумэна по интенсификации разработки водородной бомбы, наперекор рекомендациям Роберта Оппенгеймера в качестве председателя Генерального консультативного комитета AEC, предопределили дальнейшие события. Первая серия совещаний по возможности осуществления термоядерных взрывов прошли в офисе Оппенгеймера в Беркли, еще в начале 1942 г. "Мы не были ограничены известными нам условиями в конкретной звезде, мы были свободны в широких пределах задать собственные условия. Мы приступали к астрофизической инженерии." - Вспоминал Эдвард Теллер. "К середине лета 1942 года мы все были убеждены, что эта задача может быть решена, и что это можно сделать относительно легко..., что атомная бомба может быть использована как первая ступень-триггер для термоядерного взрыва, и мы назвали такую бомбу "Супер".

После Манхэттенского проекта небольшая группа физиков, возглавляемая Теллером, продолжала работать над Супербомбой и, со слов Карсона Марка, приемника Бете в качестве директора теоретического отдела Лос-Аламоса, между 1946-м и 1949-м годами, половина усилий подразделения была затрачена на "Супер". Голос Генерального консультационного комитета, озвучивший возражения против дальнейшего развития этой идеи, в то время состоял не только из голоса Оппенгеймера, но и голосов Энрико Ферми, Исодора Реби и Джеймса Конент. 30 октября 1949-го года Оппенгеймер сделал вывод: " Использовать это - означает принять решение истребить огромное количество гражданских лиц. В принятии же решения не приступать к созданию Супер-бомбы, мы видим уникальную возможность показать пример сдерживания глобальной войны и, таким образом, унять страхи и возродить надежды человечества."

Когда решающий технический прорыв, известный как схема Теллера-Улама, оформился в начале 1951 года, первое заседание, посвященное обсуждению его последствий с участием Теллера и Бете, произошло в офисе Оппенгеймера в Принстоне. Оппенгеймер занимал пост директора Института перспективных исследований с 1947 до 1966 годов. Развитие идеи водородной бомбы частично происходил во время его пребывания в Лос-Аламосе, а частично во время его пребывания в Институте. Ирония судьбы заключается в том, что Оппенгеймера активно поносили за его возражения против создания водородной бомбы после того как он сам столь активно способствовал обстоятельствам, приведшим к ее возникновению. Во время слушаний по безопасности в 1954 году, даже сам Оппенгеймер признал, что схема Теллера-Улама была неотразима, потому что это было "технически прекрасно".

Институт перспективных исследований в Принстоне, Нью-Джерси, не путать с Принстонским университетом, занимает восемьсот гектаров полей и лесных массивов, которые до 1933 года были целинными и назывались фермой Олден. Учреждение наиболее известно как место, где Альберт Эйнштейн провел свои последние годы жизни, но это место практически неизвестно за вклад в развитие цифровых вычислений и водородной бомбы. Этот вклад не был случайностью. Институт так же стал пристанищем и для Джона фон Неймана, который в ноябре 1945 года уговорил попечителей института отказаться от политики поддержки чистой науки и позволить ему то, что легло в основу архитектуры современных цифровых компьютеров. Из этих 5 000 байт высоко-скоростной памяти с кодами и подпрограммами, которые уже имели зачатки операционной системы, и начала эволюционировать программная индустрия. В 1950 и 1951 годах, еще до того, как машина была собрана в полном объеме, фон Нейман запустил ее в работу, один раз на целых шестьдесят дней непрерывно, и все это с серией расчетов, которые непосредственно и привели к первой термоядерной бомбе.

В неприметном кирпичном здании, на самом краю институтского леса и прямо через дорогу с Олден Лэйн, в котором позже был расположен офис моего отца в Здании Е, оплаченные AEC, 40 960 бит высокоскоростной памяти произвольного доступа замерцали жизнью.

Проект космического корабля официально стартовал, жду вас, Дайсон.

Телеграмма Фримена Дайсона Пьеру Нойесу 3 июля 1958 года.

Это не было суетливым миганием более поздних компьютеров, которые оснащались банками диагностических индикаторов. То, что фон Нейман назвал "запоминающим органом" институтского компьютера состояло из сорока электронно-лучевых "трубок Вильямса", каждая из которых хранила 1 024 бита обоих типов данных в массивах из 32 на 32 заряженных точек, состояние которых считывалось, записывалось и периодически обновлялось с помощью сканирующего пучка электронов по его фосфоресцирующему экрану. Результирующий паттерн, обновлявшийся 100 000 раз в секунду и был памятью, и эти трубки полностью отличалось от электронно-лучевых трубок в более поздних компьютерах, которые просто отображали (display) содержимое памяти, которая располагалась где-то в другом месте. Когда были выполнены первые тестовые прогоны нового компьютера, и цифровая революция взошла, "Супер" Теллера сошел с дистанции.

"Супер" стал, как выразился Оппенгеймер в 1949 году: "уникальным доказательством против любой формы экспериментального подхода". Как можно начинать строить водородную бомбу, если вы понятия не имеете, является ли она возможной или нет? Вы начинаете, в первую очередь, строить ее численно, нейтрон к нейтрону, наносекунда к наносекунде в памяти компьютера. Улама, фон Нейман и Ник Метрополис разработали алгоритм статистической аппроксимации, метод "Монте-Карло", при котором случайная выборка событий иным способом не решаемых аналитически ветвящихся процессов, проходит через ряд дискретных во времени шагов, отвечая на не разрешимый иным аналитическим способом вопрос о том, будет ли в данной конфигурации идти термоядерное горение или нет. Вычисления привели к бомбам, а бомбы породили компьютеры. Хотя все это держалось в секрете, но толчком для развития компьютеров стал "Супер", который нуждался в цифровых вычислительных машинах, которые уже потом были адаптированы к другим целям такими компаниями как IВМ. Ральф Слуз, который работал с фон Нейманом на компьютере Института, запомнил "несколько человек из Лос-Аламоса" которые появились сразу, как только машина начали временно запускать, "с программой, которую они ужасно хотели выполнить на машине… начиная с полуночи, если мы выделим им время".

"После того как результаты расчетов фон Неймана-Эванса на большой электронной машине в Принстоне начали поступать, они подтвердили то, что в целом мы доказывали," - вспоминал Улам. - "Несмотря на первоначально обнадеживающее "зажигание" вся сборка начала остывать. Каждые несколько дней Джонни выдавал несколько новых данных. 'формируются сосульки' сообщал он". Это свидетельствовало о том, что классический "Супер" был тупиком, как изначально и думал Улама. Вскоре он придумал альтернативный подход к получению термоядерного зажигания, который изобретательно развил Эдвард Теллер и это испугало тех, кто опасался, что противник может придумать подобную же конструкцию тоже.

Конечным результатом всего этого был первый полномасштабный термоядерный тест "Айви Майк", взорванный на атолле Эниветок в южной части Тихого океана 1 ноября 1952 года. "Майк" состоял из 82 тонного бака с жидким дейтерием, охлажденным до минус 250 К и зажигался он от атомной бомбы ТХ-5. В итоге выделилось 10.4 мегатонны, почти одна тысяча Хиросим, в виде огненного шара в три мили в поперечнике. Изобретение Теллера-Улама стерло весь остров Элугелаб с карты. Приемником "Майка" в скором времени стал твердотопливный вариант боеприпаса, с дейтеридом лития, хранящемся при комнатной температуре ("Зачем покупать корову, когда сухое молоко так дешево?"), и который с помощью Специального Центра Вооружений ВВС (AFS WC) был упакован в вид, в котором можно было уже осуществлять доставку его куда надо с помощью обычных бомбардировщиков, а в конечном итоге "Атласами" и "Титанами", которые уже были на стадии разработки. В ноябре 1955 года Советский Союз сбросил водородную бомбу в 1.6 мегатонны с бомбардировщика Туполева и гонка стратегических термоядерных вооружений началась. Поскольку ракеты становились все больше, а бомбы становились все меньше, обе стороны склонялись к практике использования межконтинентальных баллистических ракет, или МБР. Неточность наведения поначалу ограничивала эффективность баллистических ракет против укрепленных военных целей, но это не стало такой уж и серьезной проблемой, как только радиус разрушений заметно возрос. В этом и состояла угроза советских пусковых установок термоядерных МБР, с которых и был осуществлен запуск "Спутника 1", что и объясняет такую бурную реакцию на него. "Американцы проектируют лучшие автомобили с аэродинамическими плавниками, но мы создаем лучшие межконтинентальные баллистические ракеты", прокомментировал один русский ученый запуск "Спутника 1".

Детство в 1950-х, увлеченное мечтами о космосе, так же сопровождалось ночными кошмарами о водородной бомбе. Однажды мой отец уехал в Вашингтон и вернулся оттуда явно напуганным. Тем не менее, создатели Н-бомбы, такие люди как Стэн Улам, Бете, Маршал Розенблют, и даже Эдвард Теллер, выглядели такими же добрыми и симпатичными дядечками, как и кто-либо другой. Некоторые из них, такие как Теллер, были мотивированы идеологией, другие были увлечены этой темой просто потому, что для физика условия, возникающие внутри термоядерного взрыва были слишком соблазнительны, чтобы этим не увлечься. Фримен, пацифист в начале Второй мировой войны, утверждал в ходе дискуссии о запрещении испытаний, что "любая страна, которая отказывается от разработки у себя ядерного оружия без твердой уверенности, что ее противник сделает то же самое, вероятно, однажды обнаружит себя в положении польской армии 1939-го года, когда их лошади столкнулись в бою с танками." Он не был связан с разработкой атомного оружия, проведя всю войну как теоретик бомбардировочного командования Королевских ВВС Великобритании, где он узнал, что обычные бомбардировки могли сделать и чего не могли, и как новая идея, такая как радар, может склонить чашу весов в одну сторону. Он писал в 1958 году: "В 1940 году мы были обязаны спасением наших шкур очень небольшому числу людей, которые упорно развивали новое оружие на протяжении многих лет, несмотря на то что продолжение этих усилий было неблагодарным занятием."

Другие физики, которые участвовали в разработке А-бомбы, полагали, что Н-бомба - это уж слишком! Сциллард, который убедил в перспективности ядерного оружия Рузвельта в 1939-м году, подытожил свои мысли двадцать лет спустя в новелле "Зов дельфинов" о разоружении и межвидовом диалоге, в которой дельфины преуспели там, где потерпели крах физики. Оппенгеймер, наш сосед в Принстоне, конечно сильно смахивал на призрака, но это был призрак его особого состояния духа, а не призрак "Я смерть, разрушитель миров". Когда Тед Тейлор пригласил Фримена в "Дженерал Атомик", отец отправился к Оппенгеймеру просить отпуск сроком на один год. "Он был отзывчив," - заметил Фримен, - "и, сказал, что испытывает некую ностальгию по тем дням в 1942-м."

Не смотря на все разумные оправдание применения ядерного оружия, Хиросима и Нагасаки устойчиво породили в Лос-Аламосе целое поколение пацифистски настроенных творцов оружия. Так многие из тех, кто упорно разрабатывал сверхмощные водородные бомбы, делали это потому что боялись мелкого тактического ядерного оружия, полагая, что его ограниченная мощность была обманчиво соблазнительна, отсюда, мол, и выше вероятность, что они будут пущено в ход. Подробная информация о том, как изготовить небольшой заряд, который бы разгонял "Орион", остается в тайне и поныне, в то время как конструкция больших зарядов известна куда лучше. Аналитики RAND у себя за закрытыми дверями пришли к выводу, что не может быть такого понятия как "ограниченная ядерная война". Укреплялась холодная логика доктрины взаимного гарантированного уничтожения и надежда, что из этого безумия может возникнуть чувство единства человечества. После того как вы открыли ящик Пандоры, объяснял Тэд, вы вынуждены продолжать двигаться дальше, потому что Надежда затеплится позже. Термоядерное оружие, угрожая Армагеддоном, может быт действительно предотвратит "Последнюю войну", предсказанную Г. Уэллсом в 1914-м году, надеялись его создатели.

Нашей единственной надеждой был страх. Мы накапливали огромные запасы тактического и стратегического ядерного оружия и устанавливали его в местах для быстрых карательных возмездий, полагая что сможем взвешенно его использовать, а тем временем появилась водородная бомба. Если килотонного калибра заряд дальнего действия имел правдоподобное военное применение против точечных военных объектов, мегатонное оружие дальнего действия применимо только для массовых разрушений населенных пунктов или чего-то подобного. Во время Второй мировой войны испепелении Дрездена и Гамбурга с помощью обычных бомбардировок объяснялось как случайность, чуть ли не несчастным случаем, мол, никто полностью не осознавал сложившейся обстановки с горючими материалами и метеорологическими условиями, что и закончилось по-сути, огненным штормом. Термоядерное оружие может вам обеспечить подобные условия гарантировано при каждом применении. После того, как Советский Союз 30 октября 1961-го года взорвал трехступенчатую бомбу, освободившую около 60 мегатонн, было подсчитано, что в этот миг поток энергии превысил 1 процент от мощности всего Солнца. Этого было достаточно. Именно такая способность получать температуры в сто миллионов градусов и много больше, и сделала холодную войну холодной.

Генезис проекта "Орион" был технически и политически переплетен с генезисом водородной бомбы. Для осуществления двухступенчатого термоядерного устройства необходима компактная первая ступень-триггер на ядерном делении для поджигания термоядерного взрыва, что вызвало целый ренессанс в конструировании подобных зарядов. Вместо того чтобы просто взрывать накопленные заряды и измерять их мощность, разработчики оружия стали изучать как энергия взрыва деления может быть направлена и как она может быть преобразована, в какую то еще энергию. Это открыло две новых области теоретических и практических знаний: физика бомбы, которая интересовалась тем, что происходит внутри, в момент подрыва, и наука о взрыве, которая интересовалась тем, что происходит дальше. Проект "Орион" завладел умами некоторых из самых творческих оружейников. Тед Тейлор был просто подарком судьбы как разработчик зарядов, и он собрал вокруг себя тех, кто оказался просто подарком судьбы для предсказания результатов действия этих зарядов. Это были такие люди, как Маршалл Розенблют, Берт Фриман, Чарлз Лумас и Харрис Майер, а так же многие другие, кто имел теоретическую базу и владел вычислительными инструментами, разработанными для термоядерного оружия, чтобы проверить осуществимость замыслов Тэда Тейлора.

"Когда мы начали работать над "Орионом," - пояснял Тэд, - "там было много самых разных возможностей для манипуляции с дизайном чтобы изменять относительную долю энергии нейтронов, гамма-излучения, высокоскоростных осколков и всего остального. Мы могли выбирать то, что нам нужно, что бы импульс растянуть в течение достаточно продолжительного времени, дабы давление на плиту было ниже предельного, но достаточно коротким, чтобы теплообмен с плитой не оказался сверхкритическим. У нас был целый ряд разных способов проектирования взрывных устройств, чтобы добиться желаемого. Это было тем, что многие люди называют "золотым веком ядерного оружейного инжениринга". "Орион" не появился бы на свет никогда без очень глубокой искушенности в вопросе, в основном Берта Фримена и Маршала Розенблюта, а затем и Бада Пайтта. Без их знаний о том, как все это сделать, весь проект потерял бы всякий смысл"

"Орион" стал ответом на вопрос: "Что дальше?" Физики, которые провели войну в Лос-Аламосе нашли этот период своей жизни самым захватывающим. По окончанию войны возник период снижения активности, но тут появилась водородная бомба. Затем, после того как водородная бомба обрела плоть, дух творческого подъема в Лос-Аламосе еще раз пришел в упадок. "Это было время исхода из Лос-Аламоса," - вспоминает Берт Фриман, который покинул Лос-Аламос для работы над "Орионом" с Тэдом. - "Программа достигла определенной точки и многие оригинально мыслящие люди, которые были вовлечены в процесс, покинули нас, в результате вокруг витало чувство потери смысла. Я искал для себя новый вызов, чтобы снова испытать то чувство азарта и ощущение, когда командный духа был большим плюсом. Это были старые добрые времена. И я должен был признать, что больше не испытывал чего-то такого с тех пор."

"Орион" был изобретением Теллера-Улама, вывернутым наизнанку. То как, используя энергию ядерного взрыва можно приводить в движение космический корабль, имеет много общего с проблемой того, как используя энергию ядерного взрыва, поджечь термоядерную реакцию в водородной бомбе. Трудность классического "Супер", в том, что если мощная бомба деления сдетонирует рядом с контейнером дейтерия, топливо начнет разрушаться продуктами взрыва и при этом само будет терять энергию за счет излучения, прежде чем дейтерий достигнет температуры и давления, необходимых для запуска синтеза. Это как поджигать кусок угля спичкой. В концепции Улама, развитой Теллером, надо было направить излучение триггера в пространство между тяжелым непрозрачным наружным корпусом, и внутренним цилиндрическим "толкателем" из урана. Он будет быстро сжиматься внутрь под давлением на своей наружной поверхности, так же как толкающая плита "Ориона" получает толчок от бомбы. **[вообще говоря слишком поэтическая параллель. На самом деле процессы физически очень различные. Прим. перев.] Ударное сжатие и нагревает термоядерное топливо достаточно сильно чтобы поджечь синтез, этому же способствует центральная "свеча зажигания" из делящегося материала.*** [на самом деле не совсем так. Сжатие не служит нагреву топлива. Напротив, его проводят именно так, что бы нагрев был минимальным. "Свеча" действительно поджигает топливо как в классическом "Супере", но предварительное сжатое "толкателем" создает в топливе условие, при котором энергия не убегает из фронта горения и процесс горения поддерживает сам себя. Прим. перев.] Так как излучение от триггера приходит гораздо быстрей чем гидродинамическая ударная волна от него же, то вторая ступень получает шанс произвести термоядерный синтез прежде, чем разрушится первичным взрывом.

Все это приводит к взаимодействию между веществом и излучением в условиях, которые ранее в значительной степени были не изучены. Что происходит на внезапно подвергшейся световому шоку поверхности? Как энергично в результате движется толкатель? Насколько прозрачны или непрозрачны для излучения наполняющие материалы в этот момент? Именно те же вопросы и те же ответы на них и определяют, можно ли приводить в движение космический корабль ядерными бомбами?

* * *
конец ознакомительного фрагмента...

Если ближе к теме (и поменьше лирики с философией)
Вот, на сайте Alex Wellerstein попался такой вроде как документ:



Алекс Вэлейрстейн утверждает (см. по ссылке) что откопал этот документ в одном теперь уже недоступном компьютерном архиве США. Это (как он утвердает) письмо Глена Сиборга (Glenn Seaborg) Роберту МакНамаре (Robert McNamara) 1961-го (или 1962-го) года.
Вполне возможно, это вполне рабочая докладная записка от ученых политикам (ясно что ни сам Сиборг ни МакНамара к этим идеям Лос-Аламасцев не отнеслись с энтузиазмом).

Сравнивайте (пришлось распознавать своими глазами):

First generation high yield weapons would be ----------------------------

---

concept has provided confidences is our ability to provide weapons in the megaton range with rather firm dimensional and weight estimates. Current capabilities of the two nuclear laboratories on first generation weapons are as follows:

a. (1) The Los Alamos Scientific Laboratory has provided the following parameters on a conceptual high yield bomb:

Yield (total) - 100 Mt
Fission yield - 20-30 Mt
Weight - 30 000 lbs.
Diameter - 66 in.
Length - 276 in.
Laydown - 10 000 lbs. additional

It is possible to vary slightly the stated weight and yield trade-off, but the maximum yield-to-weight appears to be ---------- . If a requirement material less for a weapon of this nature, a test would be proposed of a clean version ------------------------- . A period of somewhat in excess of three years would be required for development.

Перевод (опять же мой несовершенный, почти машинный):

Перове поколение оружия с высоким выходом мощности будет --------------------------
концепция обеспечивает уверенность в нашей способности создать оружие в диапазоне мегатонны достаточно компактных размеров и высокого качества. Современные возможности двух ядерных лабораторий по созданию оружия подобного первого поколения заключаются в следующем:

a. (1) Научная Лаборатория в Лос-Аламосе представила следующие параметры для концепции бомбы с высоким выходом:

Выход (всего) - 100 мегатонн.
Выход деления - 20-30 мегатонн.
Вес - 30 000 фунтов* (13 608 кг)
Диаметр - 66 дюймов** (1,68 м)
Длина - 276 дюймов ( 7,01 м)
Запас. - 10 000 фунтов дополнительно

Можно несколько изменить заявленный вес в компромиссе с выходом, но максимальный выход к весу, как представляется ------------------------- . Если снизить требования к материалам для оружия такого рода, тест будет проведен в чистой версии --------------------. Потребуется период несколько больше трех лет для развития.

• фунт 0,453592 кг
• дюйм 0,0254 м

Если это не липа, то легко рассчитать что девайс должен был иметь удельную мощность за общепринятый "предел Тейлора" 6 кт/кг:

в грязной версии 7,35 кт/кг
в чистой версии 5,88 - 5,14 кт/кг

Другие замечательные детали обратного инжиниринга из этой записки:

Объем ~15,5 м3 (как объем цилиндра)
плотность (из этого объема) 880 кг/м3
Бомба, упади в воду, плавала бы как хорошо промокшее бревно! Непотопляемая бомба!

Самое главное. Можно высчитать (так как приводится и мощность для ЧИСТОЙ версии) долю массы дейтерида лития в массе бомбы (критический показатель с которого наш разговор об бомбах тут и начался):

При выгорании 50% 0.29 (почти 30% в массе бомбы!)
При выгорании 75% 0,20
При выгорании 85% 0,17

Предполагается что калорийность дейтерида лития не 64 а 50 кт/кг (обычно встречается такая несколько заниженная цифра 64 - это высчитываемая чисто теоретически по E=mc2)
То есть отношение массы толкателя из расчета что эта масса доминирует к массе топлива не может быть больше 4,8- 2,4. Много меньше общепринятого отношения в диапазоне 10-100!
Данная информация - еще не предельный повод для удвиления. Есть и более удивительные слухи. Поэтому все-таки хотелось услышать на этот счет мнение начальника транспортного цеха наших уважаемых физиков-атомщиков (тут где-то еще и Факир вроде все еще появляется?).

Еще "информация к размышлению" о сверхлегких ядерных устройствах.

В статье Многомегатонное оружие находим такой пассаж:

A 25 mt yield for the B41 would give it a yield-to-weight ratio of 5.2 kilotons/kilogram. While this would require a far greater efficiency than any other U.S. weapon (at least 40% efficiency in a fusion fuel of lithium deuteride), this was apparently attainable. In 1963 DOE declassified statements that the U.S. had the technological capability of deploying a 35 mt warhead on the Titan II, or a 50-60 mt gravity bomb on B-52s.[8]

Это и есть то, что я назвал выше "ворона каркнула во все воронье горло". Перевод:

Мощность в 25 Мт для B41 означало удельную мощность к весу 5.2 килотонны на килограмм. В то время как это потребовало бы большей эффективности чем любое другое оружие США (по крайней мере 40% энергии получалось из синтеза дейтерида лития), это по всей видимости достижимо. В 1963-м году Министерство энергетики США рассекретили заявление о том, что в США есть технологические возможности для разворачивания 35 Мт боеголовок на Титан-II, или свободнопадающих бомб 50-60 Мт на D-52s.[8]

Замечательно что есть перекрестная ссылка на документ.

8. U.S. Department of Energy, Office of Declassification, 1 June 1994, "Drawing Back the Curtain of Secrecy: Restricted Data Declassification Policy, 1946 to the Present, Part V," on line, DOE OpenNet Page Not Found | OSTI, US Dept of Energy Office of Scientific and Technical Information.

8. Департамент энергетики США, Управления рассекречивании, 1 июня 1994 года, "отступая занавес секретности: Запрещенный политики рассекречивания данных 1946 года до настоящего времени , Часть V, … бла, бла, бла…

Хотя интернет-ссылка сейчас лежит, но есть все основание этому верить, это уже не совсем и слух.
Что тут необычного? Данные стратегической ракеты Титан-II широко известны и доступны.

Ракета забрасывала на дистанция 15 000 км 3 700 кг (стандартная моноблочная боеголовка Марк-6 имела мощность 9 Мт).

Боеголовка W53



Но если на Титан-II собирались поставить другую боеголовку большей мощности, то она не могла быть большей массы. А значит удельная мощность этой боеголовки была бы:
35/3.7 = 9.46 кт/кг
Ясно что это была бы "грязная" мощность. Но вряд ли в этой боеголовке грязная мощность U235/U238 составила бы более 40-30% (Ясно, что повышение удельной мощности термоядерного оружия можно добиваться только за счет повышения доли именно вклада термоядерного топлива, а не деления так как у термоядерного удельный выход на килограмм намного больше 50 против 17 кт/кг).
Тогда у чистой версии боеголовки мола быть удельная мощность не меньше 5.6-6.62 кт/кг. И если это так то по верхнему пределу мы почли "дотянулись" до чисто символических 6.22 кт/кг чистого выхода что получается из статьи Дайсона "Межзвездный транспорт"
Но и ~10 кт/кг - не предельный "слух".
Так что есть шанс таки "наскрести" удельной мощности и на неизбежные термодинамические потери (чего не получится - компенсируем большим Z, отношением массы топлива к массе пустой ракеты. Хотя для взрыволета он не может быть сильно больше 3 из-за проблем с амортизаторами, но голь на выдумку хитра и я допускаю что если надо то мы сможем добиться для одноступенчатого взрыволета Z~ 8).

Тут гланове конечно не десятые доли показателя удельного выхода. Тут важна сама мысль, что 6 кт/кг на самом деле не предел и что тяжелый тэмпер, видимо действительно пережиток ранних конструкций. Не есть обязательная касть продвинутого термоядерного заряда.
А если так, то есть секрет, который работает в новых термоядерных зарядах. По-сути это означает что при всей схожести конструкция старые термоядерные заряды и новые (засекреченыне) - это существенно разные по физическим процессам заряды.
Вопрос - в чем разные? В чем фундаминтальное отличие? В чем прорыв полученный американцами в конструировании бомб в 1961-1962-м годах?

Вот раздел сайта "Атомные ракетные корабли", который наверняка посещал всякий "космонавт".

Там есть такой пассаж.

Or, to take another tack, and returning to the initial impetus for me looking at this topic, we know that the famous “Tsar Bomba” of the Soviet Union weighed 27,000 kilograms and had a maximum yield of 100 Mt, giving it a yield-to-weight ratio of “only” 3.43 kilotons/kilograms. That’s pretty high, but not for a weapon that used so much fusion energy. It was clear to the Atomic Energy Commission that the Soviets had just scaled up a traditional H-bomb design and had not developed any new tricks. By contrast, the US was confident in 1961 that they could make a 100 Mt weapon that weighed around 13,600 kg (30,000 lb) — an impressive 7.35 kiloton/kilogram ratio, something well above the 6 kt/kg achieved maximum. By 1962, after the Dominic series, they thought they might be able to pull off 50 Mt in only a 4,500 kg (10,000 lb) package — a kind of ridiculous 11 kt/kg ratio. (In this estimate, they noted that the weapon might have an impractically large diameter as a result, perhaps because the secondary was spherical as opposed to cylindrical.) So we can see, without really knowing much about the US had in mind, that it was planning something very, very different from what the Soviets set off.

Или взять с другой стороны, возвращаясь к отправной для меня точки, с которой я смотрел на эту тему, мы знаем, что знаменитая советская "царь-бомба" весила 27,000 кг и имел максимальный выход 100 Мт, что позволяло получать в ней отношение к весу "всего" 3,43 кт / кг. Это довольно высокий выход, но не для оружия, которое использует столько энергии термоядерного синтеза. Из этого Комиссии по атомной энергии было ясно, что Советский Союз только масштабирует вверх традиционную конструкцию водородной бомбы, а не разработал некий новый трюк. В противоположность этому, США был уверен в 1961 году, что они могли бы сделать 100 Mt оружие, которое весила бы всего около 13600 кг (30000 фунтов) - впечатляющее соотношение в 7,35 кт/кг, и это сильно выше установленного максимума в 6 кт / кг. К 1962 году, после серии испытаний Доминик, специалисты полагали, что в состоянии получить 50 Мт в физическом пакета только массой в 4,500 кг (10000 фунтов) - своего рода просто нелепое соотношение в 11 кт /кг. (В своем заключении, они отмечали, что такое оружие может иметь непрактично большой диаметр в результате, возможно, того, что вторая ступень будет сферической, а не цилиндрической.) Таким образом, мы можем сделать вывод, хотя мы не знаем много о том, что США имели в виду, но все это очень сильно отличалось от того, что Советский Союз планировал сделать у себя.

Истина где-то рядом? ©