rece

Pe 8 august, un dispozitiv nuclear experimental a explodat la o instalație de testare militară din Nyonoksa, Rusia. La 30 de kilometri distanță, nivelul de radiații din orașul Severodvinsk ar fi atins un nivel de douăzeci de ori mai mare decât cel normal pentru o perioadă de câteva ore. Au început să circule zvonuri cu privire la gravitatea evenimentului, iar rapoartele conflictuale referitoare la evacuările forțate ale locuitorilor din satele din apropiere au făcut ca unele mijloace media să facă comparații cu modul în care Uniunea Sovietică a gestionat dezastrul de la Cernobâl.

Astăzi, rămân mai multe întrebări decât răspunsuri în jurul a ceea ce s-a întâmplat la unitatea Nyonoksa. Încă nu este clar câte persoane au fost ucise sau rănite în urma exploziei sau care sunt următorii pași pentru guvernul rus în ceea ce privește curățarea mediului în zona de coastă. Explicația excepțional de vagă dată de agenția nucleară de stat Rosatom, care spune că explozia „a avut loc în perioada de lucru legată de ingineria și suportul tehnic al surselor de energie izotopice într-un sistem de propulsie lichidă”, a făcut puțin pentru a atenua preocupările.

Consensul agențiilor de informații globale este că testul a făcut probabil parte din programul Rusiei de a dezvolta racheta de croazieră cu motor nuclear 9M730 Burevestnik. Mai cunoscută prin denumirea NATO SSC-X-9 Skyfall, se spune că racheta oferă o autonomie de zbor și o rezistență practic nelimitate. În teorie, racheta ar putea rămâne aeriană la nesfârșit, gata să devieze la ținta intenționată la un moment dat. Un interval efectiv nelimitat înseamnă, de asemenea, că ar putea lua orice traseu imprevizibil sau circuitat necesar pentru a evita cel mai bine apărarea aeriană a țării țintă. Totul în timp ce călătoriți la viteze aproape hipersonice care fac interceptarea extrem de dificilă.

Astfel de afirmații incredibile s-ar putea să sune ca zgomotul sabiei sau poate chiar ceva din science fiction. Dar, în realitate, tehnologia de bază pentru o rachetă cu energie nucleară a fost dezvoltată și testată cu succes în urmă cu aproape șaizeci de ani. Să aruncăm o privire la această relicvă a Războiului Rece și să aflăm cum poate Rusia să lucreze pentru a rezolva unele dintre problemele care duc la abandonarea acestuia.

Ramjetul nuclear

Avantajele tactice evidente ale unui sistem de livrare a armelor cu rază ultra-lungă au determinat Statele Unite să experimenteze mai multe sisteme de propulsie nucleară în deceniile de după cel de-al doilea război mondial. Scopul unuia dintre aceste programe, cunoscut sub numele de „Proiectul Pluto”, a fost de a dezvolta un motor care să ofere unei aeronave fără pilot o rază de acțiune mai bună de 160.935 kilometri.

La îndrumarea Dr. Theodore Merkle, proiectul Pluto și-a concentrat cercetarea pe conceptul unui motor nuclear cu ramjet. Pe hârtie, este o idee ingenios de simplă: treceți aerul printr-un reactor nuclear neecranat, iar transferul de energie rezultat face ca aerul să se încălzească și să se extindă rapid. Un ramjet nuclear nu necesită combustibil lichid; atâta timp cât reactorul produce suficientă căldură, acesta va funcționa la nesfârșit.

Un ramjet nuclear încă suferă de aceeași slăbiciune a versiunii tradiționale alimentate cu lichid, și anume necesitatea de a o accelera până la aproximativ Mach 3 înainte ca aerul de intrare să fie suficient de comprimat și preîncălzit de geometria admisiei pentru ca acesta să funcționeze. Dar, odată cu adăugarea de rapeluri cu rachete pentru a pune vehiculul la viteză, acest lucru nu a fost văzut ca o mare provocare inginerească în zorii epocii spațiale.

Problema mai mare a fost construirea unui miez de reactor care nu era doar mic și suficient de ușor pentru a se potrivi în interiorul motorului, dar putea supraviețui și căldurii intense necesare funcționării ramjetului. Reactorul ar funcționa în esență într-o stare continuă aproape de topire, cu doar fluxul de aer pentru a-și menține structura internă suficient de rece pentru a împiedica răsturnarea marginii și arderea spontană.

Bineînțeles, acest lucru însemna că încetinirea avionului sau oprirea motorului a fost o propunere dificilă. Odată ce motorul a fost pornit, s-a angajat să obțină doar două rezultate posibile: în pace se va prăbuși (relativ inofensiv în funcție de modul în care îl priviți) în ocean departe de civilizație și, dacă ar începe al treilea război mondial, ar fi arat în o țintă inamică la viteză maximă.

Nesigur la orice viteză

În ciuda pericolului evident al dezvoltării și testării unui astfel de motor, Project Pluto a produs de fapt două prototipuri funcționale care au fost rulate cu succes pe teren. Primul motor, numit Tory-IIA, a fost lansat pentru prima dată pe 14 mai 1961. A funcționat doar câteva secunde și a fost mult prea mare pentru a fi utilizat în mod real în scopul propus, dar a implementat conceptul funcționat. Bazându-se pe acest succes, a fost construit un motor de urmărire la dimensiunea și greutatea pregătite pentru zbor. Acest motor, Tory-IIC, a funcționat până la cinci minute în timpul testelor din 1964. Ramjetul nuclear a fost oficial gata să zboare.

Dar, după cum se dovedește, proiectul nu a progresat niciodată după acel moment. În timp ce planurile erau în plină desfășurare pentru eventuala primă gazdă a motorului, racheta supersonică cu altitudine mică (SLAM), îngrijorările legate de costul și practicitatea tehnologiei în comparație cu rachetele balistice intercontinentale (ICBM) au condus la anularea sa la scurt timp după testarea Tory-IIC. Cel puțin, acesta a fost motivul oficial pentru încheierea cercetării asupra ramjetelor nucleare.

Criticii programului au susținut că un astfel de motor nu ar fi doar un pericol pentru echipajele care îl lansează, ci pentru oricine se afla sub calea sa de zbor. Radiațiile emise de reactorul neecranat erau destul de proaste, dar ramjetul nuclear arunca și fragmente de fisiune în evacuare în timp ce se afla în zbor. Chiar dacă zona sa de patrulare ar fi limitată la latitudini mari în cadrul Cercului Polar Arctic, ar fi totuși inconfortabil de aproape de țări prietenoase precum Groenlanda și Canada.

În 1958, în timp ce Tory-IIA era încă în construcție, Dr. Merkle a fost chemată de Comitetul mixt pentru energie atomică pentru a depune mărturie despre statutul proiectului Pluton. În chestionare, el a recunoscut ceea ce el credea că este un risc de radiație gestionabil pentru echipajele de la sol care vor pregăti motorul pentru zbor și a confirmat că au detectat produse de fisiune în evacuarea motorului. Dar el a spus că, chiar și după estimările cele mai pesimiste ale echipei sale, viteza și altitudinea la care ar opera un avion cu ramă nucleară ar însemna că puțină radiație va ajunge de fapt la sol. Cu toate acestea, el nu ar putea garanta siguranța în caz de accident al vehiculului.

Evoluția modernă

În acest context, putem vedea că există o problemă evidentă cu teoria conform căreia Rusia a testat un ramjet nuclear la Nyonoksa. Declarația Rosatom menționează în mod specific „propulsia lichidă”, care este în contradicție cu ceea ce știm despre cercetările efectuate în timpul proiectului Pluto. Mai precis, nu există nicio modalitate în care un motor care a consumat un propulsor lichid ar putea îndeplini obiectivele promise și de rezistență ale unui motor nuclear. Deci la ce anume lucrau?

Ignorând pentru moment posibilitatea ca declarația oficială să fie în mod intenționat înșelătoare sau potențial tradusă greșit, menționarea propulsiei lichide ar putea fi un indiciu că inginerii ruși încearcă să abordeze cele mai critice probleme ale ramjetului nuclear clasic cu adăugarea răcirii lichide. În acest scenariu, în loc să fie amplasat fizic reactorul în interiorul motorului, este conectat printr-un schimbător de căldură cu buclă închisă, umplut cu o substanță care va rămâne lichidă chiar și la temperaturi extreme, cum ar fi sarea topită sau metalul.

Diagrama unui turboreactor cu ciclu de aer indirect

Statele Unite au experimentat această idee, cunoscută sub numele de Ciclul indirect al aerului, în timpul programului de propulsie nucleară a aeronavelor (ANP). Desfășurat din 1946 până în 1961, ANP a fost în cele din urmă anulată de președintele Kennedy din aparent aceleași motive pentru care proiectul Pluto a fost abandonat: costuri imense și complexitate în comparație cu ICBM-urile. Deși programul nu a produs niciodată un motor practic de aeronave, acesta a condus la crearea primului reactor operațional din lume pentru sare topită (MSR).

Dotarea unui ramjet nuclear cu un sistem de răcire cu sare topită sau metal ar permite transferul căldurii către motor de la un reactor ecranat. Acest lucru nu numai că va face sistemul mai sigur pentru echipajele care îl manipulează și îl lansează, ci ar elimina riscul ca produsele de fisiune să fie eliberate în evacuare, deoarece aerul nu ar circula prin miezul în sine.

În teorie, ar putea permite, de asemenea, o capacitate mai mare a clapetei de accelerație și o procedură de oprire sigură, presupunând că lichidul de răcire lichid ar putea fi redirecționat către radiatoare externe pentru a ajuta la controlul temperaturii miezului la viteze de aer mai mici. Desigur, dezavantajul este că un astfel de motor ar fi mult mai complex. Dar poate însemna și diferența dintre o curiozitate istorică și un sistem viabil de propulsie.

Teorii și speculații

Când și-a recunoscut existența anul trecut, președintele rus Vladimir Putin a spus că dezvoltarea rachetei Skyfall a fost deja suficient de îndelungată pentru a fi finalizate câteva zboruri de testare timpurii. Cu zvonuri conform cărora arma ar putea deveni pe deplin operațională la mijlocul anilor 2020 pentru a coincide cu desfășurarea vehiculului planor hipersonic Avangard, s-ar părea o presupunere rezonabilă că sistemul său de propulsie ar fi supus testelor active. Dar, în realitate, nimeni din afara Kremlinului nu știe cu adevărat ce s-a întâmplat la instalația Nyonoksa pe 8 august; iar dacă istoria este un indiciu, este posibil să nu primim niciodată întreaga poveste.

Este posibil să fi testat o versiune evoluată a ramjetului nuclear, dar este posibilă și explozia implicată de Poseidon, torpila cu energie nucleară pe care Rusia o dezvoltă din 2015. Unii au teoretizat chiar că incidentul a implicat un generator termoelectric de radioizotopi de generația următoare. (RTG), o mică sursă de energie nucleară proiectată pentru sondele spațiale profunde și rover-urile.

Deocamdată, tot ce știm este că inginerii și-au pierdut viața, cetățenii riscă să fie alungați din casele lor din cauza eliberării materialului radioactiv, iar guvernul rus nu primește informații despre ceea ce s-a întâmplat cu adevărat. Chiar dacă tehnologia în sine este de ultimă generație, dezvoltarea sa prezintă cu siguranță toate cele mai proaste caracteristici ale politicii din epoca Războiului Rece.