Project Orion (nuclear propulsion) : オリオン計画

Project Orion was a study of a spacecraft intended to be directly propelled by a series of explosions of atomic bombs behind the craft (nuclear pulse propulsion). Early versions of this vehicle were proposed to take off from the ground with significant associated nuclear fallout; later versions were presented for use only in space. Six tests were launched.

The idea of rocket propulsion by combustion of explosive substance was first proposed by Russian explosives expert Nikolai Kibalchich in 1881, and in 1891 similar ideas were developed independently by German engineer Hermann Ganswindt. General proposals of nuclear propulsion were first made by Stanislaw Ulam in 1946, and preliminary calculations were made by F. Reines and Ulam in a Los Alamos memorandum dated 1947. The actual project, initiated in 1958, was led by Ted Taylor at General Atomics and physicist Freeman Dyson, who at Taylor’s request took a year away from the Institute for Advanced Study in Princeton to work on the project.

The Orion concept offered high thrust and high specific impulse, or propellant efficiency, at the same time. The unprecedented extreme power requirements for doing so would be met by nuclear explosions, of such power relative to the vehicle’s mass as to be survived only by using external detonations without attempting to contain them in internal structures. As a qualitative comparison, traditional chemical rockets—such as the Saturn V that took the Apollo program to the Moon—produce high thrust with low specific impulse, whereas electric ion engines produce a small amount of thrust very efficiently. Orion would have offered performance greater than the most advanced conventional or nuclear rocket engines then under consideration. Supporters of Project Orion felt that it had potential for cheap interplanetary travel, but it lost political approval over concerns with fallout from its propulsion.

The Partial Nuclear Test Ban Treaty of 1963 is generally acknowledged to have ended the project. However, from Project Longshot to Project Daedalus, Mini-Mag Orion, and other proposals which reach engineering analysis at the level of considering thermal power dissipation, the principle of external nuclear pulse propulsion to maximize survivable power has remained common among serious concepts for interstellar flight without external power beaming and for very high-performance interplanetary flight. Such later proposals have tended to modify the basic principle by envisioning equipment driving detonation of much smaller fission or fusion pellets, although in contrast Project Orion’s larger nuclear pulse units (nuclear bombs) were based on less speculative technology.

To Mars by A-Bomb: The Secret History of Project Orion was a 2003 BBC documentary film about the project.

オリオン計画またはオライオン計画は、アメリカにて1950年代 – 60年代にかけて行われた宇宙船の研究計画で、原子力推進宇宙船の、世界で最初の工学的な研究開発計画である。このアイデアは1955年にスタニスワフ・ウラムほかが提案した。

計画では、核分裂または核融合による爆弾を宇宙船から後部に放出し、200フィート (60m) のところで爆発させ、鋼鉄かアルミニウムの板で爆発の衝撃を受けて進むことが考えられていた。原子力を使用することにより、オリオンではロケットエンジンの理想である、大きい推力と高い噴射速度(比推力)の両方を実現する予定であった。

オリオンの性能の見積もりは素晴らしく、SF作家のジェリー・パーネルは、計画の元リーダー・フリーマン・ダイソンが、一度のミッションで大規模で恒久的な月面基地を提供することができる、と語ったと伝えている。また、オリオンは(冥王星が太陽にもっとも接近している時に最大加速で飛行すれば)1年のうちに地球から冥王星に到達し、戻ってくることができるとも言われている。

さらにフリーマン・ダイソンは、オリオン型惑星間宇宙船のアイデアを恒星間宇宙船に適用している。ペイロードが2万トン(数百人から成る小さな町を充分に維持できる)ほどになるので、宇宙船は必然的に大きくなる。全質量は1個約1トンの核爆弾30万個の燃料込みで、40万トンほどになる。爆弾は3秒ごとに爆発させられ、宇宙船を1Gで10日間加速し、光速の30分の1(秒速1万km)に到達する。この速度でオリオン型恒星間宇宙船はアルファ・ケンタウリに140年で到着する。この宇宙船に目標星での減速能力を与えるには、2段式に再設計しなければならない。オリオン型恒星間宇宙船は宇宙船としては最小限の能力しか持っていないが、現在の科学技術で建造し、送り出すことのできる恒星間輸送の形態の1つではある。

1963年の部分的核実験禁止条約の影響を受け、計画は終わりを迎えた。

フィクションに登場するオリオン型宇宙船

  • 大天使(ラリー・ニーヴン/ジェリー・パーネル『降伏の儀式』)
  • メサイア(映画『ディープ・インパクト』)

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