如果我告诉你,有一个计划发射一艘航空母舰大小的宇宙飞船,它的重量是航天飞机的一百三十倍,可以以无与伦比的速度穿越我们的太阳系,并通过一系列脉冲提供动力,这些动力是通过在飞船后一个接一个地引爆数千颗微型原子弹而产生的。你可能会说,我看了太多的科幻书籍和电影。但是在和60年代,正是这样一个想法被非常重视。
猎户座计划是一个机密的美国项目,旨在利用原子的力量将极端有效载荷提升到地球轨道及更远的地方。对核脉冲推进的第一个计算出现在年的一份备忘录中,该备忘录由著名物理学家斯塔尼斯拉夫·乌拉姆撰写,他的想法是在燃烧室中引爆核装置并注入水作为推进剂。
到年,这一个概念已经发展起来,在乌拉姆与他人合着的一份报告中,提出了一个更好的模型来通过外部引爆来推进射弹。后来,美国投入了万美元,以将这一想法发展成一个可行的项目。该项目由物理学家泰德·泰勒领导,他们的科学家团队中有许多人曾研究过氢弹,其中包括乌拉姆本人和著名物理学家弗里曼·戴森。
这个概念很简单,并且基于美国现成的技术。一系列小型核弹,每颗相当于约5千吨TNT,将以每秒2到4颗的速度从飞船弹射出来引爆,这一系列的脉冲将推动这艘巨大的宇宙飞船前进。为了展示这个概念,团队建造了一个直径一米的模型,形状像一颗子弹,然后他们装上了常规炸药。果然,模型骑着一连串爆炸以惊人的稳定性飞向天空。根据计算,全尺寸猎户座上的力大约2到4G,这与传统的火箭发射器相当。
核脉冲火箭为航天器设计提供了一些显著的优势。有了这样的推进力,不仅可以造出重型飞船,变大反而成为了优势。猎户座飞船需要重物和巨大的减震器来吸收核脉冲的力量。因此,不像使用像阿波罗飞船这样的轻质复合材料,有效载荷和生活区的种类可以由普通材料制成。
发射也计划在海上,因为在海上发射的条件消除了对发射台的需求,并且还避免了发射期间碎片偏转的问题。猎户座的海上发射将是一个壮观的景象,一连串比太阳更亮的爆炸举起这艘巨型宇宙飞船。
然而事情并没有那么简单,每次爆炸的冲击不能大到伤害人类乘员或成型工艺部件。弗里曼·戴森的计算表明,它会用大约颗炸弹将宇宙飞船送入低地球轨道,之后的星际旅行还要更多。此外,这些炸弹在大气层中爆炸的影响将是大量核辐射。除非能找到清理放射性碎片的解决方案,否则这会成为猎户座项目成为现实的主要障碍。后来,这项目也不了了之。
年,NASA考虑使用较小的核脉冲火箭,该火箭可以在土星5号上发射并在轨道上组装。但是此时太空竞赛完全集中在月球着陆,而登月不需要像猎户座那样强大的火箭,最终在年该项目取消。
不过,核脉冲推进原理已被重新审视。在年弗里曼·戴森写了一篇题为星际运输的论文,他计算出猎户座飞船的一个版本可以以10%的光速到达离我们最近的恒星。