Lot na atomie

Wizja jest szalona. Ale nigdy ludzkość nie była tak blisko szans na podróż do gwiazd.

31.03.2014

Czyta się kilka minut

Schemat napędzanego eksplozjami jądrowymi pojazdu kosmicznego Orion, pochodzący ze studium NASA. /
Schemat napędzanego eksplozjami jądrowymi pojazdu kosmicznego Orion, pochodzący ze studium NASA. /

Wtedy swe miecze przekują na lemiesze, a swoje włócznie na sierpy. Naród przeciw narodowi nie podniesie miecza, nie będą się zaprawiać do wojny.
Księga Izajasza

To nie jest wariactwo, to jest superwariactwo.
Matematyk Richard Courant po teście programu Orion


Arcydzieła inżynierii kosmicznej po 60 latach prób, potknięć, postępu i tragedii wciąż nie są w stanie zabrać z powierzchni Ziemi więcej niż troje przedstawicieli naszego gatunku naraz. Jesteśmy przywiązani do Ziemi. Perspektywa kolonizacji innych światów wydaje się dziś odleglejsza niż wtedy, gdy w kosmos poleciał Jurij Gagarin.

Ale jeszcze przed jego lotem grupa genialnych naukowców, ekscentryków, marzycieli i twardych logików opracowała metodę, która mogłaby pozwolić ludziom na podbój kosmosu. A do tego nie wymagałaby wielkich wydatków na badania, lecz jedynie wielkiej odwagi, determinacji i politycznej woli. Nazwali swój projekt Orion.

Był tylko jeden problem. Ale sprawił on, że do dziś ich wielki plan brzmi jak rojenia komiksowego geniusza zła.

Lwowiak z fantazją

Był późny wieczór, 27 sierpnia 1957 r. Ponad 18 tys. żołnierzy i techników na pustyni w Nevadzie uwijało się jak w ukropie, by dopiąć na ostatni guzik kolejny test bomby atomowej. Bomba o kryptonimie Pascal-B była, jak na nuklearne standardy, maleńka. Zakopana w podziemnym tunelu, miała moc nie większą niż 10 ton trotylu. Ale gdy odpalono ładunek, stało się coś niezwykłego.

Na filmie, kręconym z częstotliwością tysięcy klatek na sekundę, wypatrzono niewielki punkcik, oddalający się od miejsca eksplozji z ogromną prędkością. Była to ważąca tonę pancerna płyta – korek zamykający szyb bomby. Fizycy wyliczyli, że rozpędził się do prędkości sześciokrotnie większej niż prędkość ucieczki z grawitacyjnego pola Ziemi. Około 240 tys. km/h.

Stal zapewne wyparowała, nim opuściła ziemską atmosferę. Ale fizycy i matematycy z ośrodka jądrowego Los Alamos upewnili się, że ich koncepcje są słuszne. Bomby atomowe, najbardziej niszczycielskie narzędzie stworzone przez ludzkość, mogą być kluczem do zabezpieczenia przyszłości naszego gatunku. Największy miecz ludzkości można przekuć w najbardziej pożyteczny z pługów.

A zaczęło się od lwowiaka.

Stanisław Ulam był jednym z kluczowych członków atomowego Projektu Manhattan (1942-45). Ów urodzony we Lwowie wybitny matematyk, od 1935 r. mieszkający w USA, odpowiadał za wyliczenia, dzięki którym udało się stworzyć pierwsze działające bomby oparte na plutonie. Ale nie niszczycielski potencjał bomb przykuwał jego uwagę. Ulam marzył o wykorzystaniu ich do napędzania kosmicznych statków.

Jego pomysł był prosty, choć na pierwszy rzut oka kompletnie obłąkańczy. Napęd, który wymyślił, przypominał nieco silnik spalinowy. W cylindrach silnika paliwo nie jest spalane jednostajnie, lecz w serii błyskawicznych eksplozji, które odpychają tłok. Tyle że tutaj, zamiast benzyny, tłok miały napędzać eksplozje jądrowe.

Statek, opracowany na bazie wyliczeń Ulama, miał wyglądać jak pancernik. W czasach, gdy pojazdy kosmiczne były tak małe, że raczej się w nie ubierano, niż do nich wsiadano, zespół inżynierów i fizyków zainspirowany wyliczeniami Polaka rysował plany gwiezdnego galeonu ważącego 10 tysięcy ton i zabierającego na pokład ponad 150 osób.

Bombowy napęd

Pojazd miał działać jak gigantyczny tłok. Jego rufę stanowiłaby ważąca dziesiątki tysięcy ton płyta ze stali lub aluminium. Przez otwór w jej środku wystrzeliwano by maleńkie bomby atomowe. Eksplozja zmieniałaby ich plastikowe obudowy w strumień plazmy, który miałby uderzać w płytę, co popychałoby statek. Tak jak nuklearna eksplozja wystrzeliła pancerną pokrywę w Nevadzie.

Ale jedna eksplozja to za mało. Musiałyby następować jedna po drugiej, jak w silniku spalinowym. Mniej więcej jedna bomba o energii 0,1 kilotony na... sekundę. Orion miał lecieć do gwiazd na słupie atomowego ognia.

Płyta miała być osadzona na wielkich jak wieżowce amortyzatorach, które przejmowałyby energię uderzeń i chroniły załogę. Ludzie zajmowaliby miejsca w kapsule wielkości atomowej łodzi podwodnej.

Nieoficjalne motto programu brzmiało: „Mars do 1965 roku, Saturn do 1970”.

Brzmi jak fantastyka? Wtedy też tak brzmiało. Ale wyliczenia pokazywały, że projekt jest wykonalny. A autorom Oriona nie sposób zarzucić braku matematyczno-fizycznych zdolności. Do projektu, poza Ulamem, przyłożyli rękę Cornelius Everett – genialny fizyk i współtwórca korporacji General Atomics; Richard Feynmann – noblista, ekscentryk i jeden z najważniejszych fizyków XX wieku; Freeman Dyson – fizyk-wizjoner; oraz Theodore Taylor, architekt amerykańskiego arsenału jądrowego, który potrafił zaprojektować bombę atomową mieszczącą się w dłoni.

Przez większość czasu Orion był tajny. Od 1958 do 1963 r. finansował go Departament Obrony – wojskowi śnili o orbitalnych pancernikach zrzucających na wroga rój bomb. Taki pancernik byłby bezużyteczny, bo niezwykle łatwo byłoby go namierzyć i zniszczyć. W dodatku opracowywane właśnie międzykontynentalne pociski balistyczne mogły to samo zadanie wykonać taniej i skuteczniej. Ale naukowcy nie wyprowadzali wojskowych z błędu. Pecunia non olet.

Za wojskowe pieniądze zdołali przetestować koncepcję na modelach. Wystrzeliwano je w powietrze i rozpędzano przy pomocy serii ładunków wybuchowych odpalanych za pojazdem. Kilka lotów zakończyło się powodzeniem. Jeden nawet uwieczniono na filmie.

Wielką zaletą Oriona było to, że z założenia musiał być ogromny i ciężki. Nie trzeba było wydawać majątku na specjalne, lekkie materiały czy systemy pokładowe. Statek mogłaby zbudować każda stocznia. A koszt jego budowy nie odbiegałby od kosztów, które Amerykanie ponieśli wysyłając ludzi na Księżyc w ramach programu Apollo.

A co, jeśli...?

Pierwszy realny projekt Oriona wyglądał jak biskupia mitra. Miał 16 pięter wysokości i płytę o średnicy 40 m. Na pokład miał zabrać 2 tys. „jednostek pulsacyjnych” – czyli atomowych bomb. Miał osiągnąć orbitę Marsa w zaledwie 120 dni. Rozpoczęto pierwsze przygotowania do prawdziwego, nuklearnego testu koncepcji Oriona. Pierwszego lotu napędzanego atomowymi bombami.

Ale zaczęły się problemy. Dziś oczywiste, ale w dobie atomowego entuzjazmu były jak kubeł zimnej wody. Pierwsze, przeprowadzone na początku lat 60. badania wpływu zimnowojennych testów broni jądrowej na zdrowie populacji jasno pokazały, że Orion nigdy nie będzie mógł startować z amerykańskiej pustyni. Co prawda nawet kilkanaście startów Orionów rocznie dodałoby zaledwie 1 proc. do całkowitego radioaktywnego skażenia, produkowanego w ciągu roku przez amerykańskie, radzieckie, francuskie i brytyjskie testy nuklearne. Ale nawet to nie byłoby do przyjęcia dla NASA. Padało też niewygodne pytanie: co, jeśli coś pójdzie nie tak na starcie? Czy po wybuchu jednej bomby nie eksplodują pozostałe? A jeśli statek spadnie – czy żadna z 2 tys. bomb na pokładzie nie pęknie, rozsypując radioaktywny ładunek?

Strumień pieniędzy zaczął wysychać. Inżynierowie postanowili jeszcze raz zwrócić się do NASA. Wraz z Wernherem von Braunem, twórcą księżycowych rakiet Saturn V, opracowali mniejszy wariant Oriona, który, zamiast zaczynać z Ziemi, byłby wynoszony na orbitę przez konwencjonalną rakietę i dopiero tam odpalałby atomowy silnik. Cel: Mars.

Ale ten plan przekreśliła wielka polityka. W 1963 r. USA, ZSRR i Wielka Brytania podpisały traktat zakazujący testów broni jądrowej w atmosferze i w kosmosie. Los Oriona został przypieczętowany. Był nielegalny, niedofinansowany i wkrótce został porzucony.

Czy Orion był cokolwiek wart? Był projektem szalonym, być może niebezpiecznym. Ale nigdy nie byliśmy tak blisko środka transportu, który mógłby nam pozwolić swobodnie żeglować w kosmicznej pustce. Bo wystarczająco duży Orion mógłby się nawet wybrać w podróż do najbliższych gwiazd – i osiągnąć cel już po 180 latach.

Miał też być rodzajem odkupienia dla budowniczych przerażających narzędzi zniszczenia. Dowodem, że praca ich życia może też przynieść ludzkości czystą korzyść.

Kto wie, może ktoś kiedyś postanowi dać ich pomysłowi jeszcze jedną szansę.


WOJCIECH BRZEZIŃSKI jest dziennikarzem Polsat News, gdzie prowadzi autorski program popularnonaukowy „Horyzont zdarzeń”. Stale współpracuje z „Tygodnikiem Powszechnym”.


PRĘDKOŚĆ UCIECZKI, czyli druga prędkość kosmiczna, to minimalna prędkość startowa, jaką musi mieć obiekt, żeby opuścić pole grawitacyjne ciała niebieskiego. Dla Ziemi wynosi ona 11,2 km/s.

Szacowano, że międzygwiezdna wersja Oriona o masie 8 mln ton mogłaby osiągać prędkość równą 10 proc. prędkości światła.


STANISŁAW ULAM był jednym z najwybitniejszych matematyków XX wieku. Twórca tzw. metody Monte Carlo, służącej do statystycznej analizy skomplikowanych problemów, od ruchu ulicznego po ewolucję gwiazd. Wykładał w Princeton i na Harvardzie, podczas II wojny światowej był członkiem Programu Manhattan – zespołu naukowców, którzy budowali pierwszą bombę atomową. Wspólnie z węgierskim imigrantem Edwardem Tellerem opracował podstawy konstrukcji bomb wodorowych, do dziś budowanych na podstawie tzw. projektu Tellera-Ulama. Współtwórca jednej z pierwszych analogowych maszyn obliczeniowych w USA – komputera FERMIAC.

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]
Dziennikarz naukowy, reporter telewizyjny, twórca programu popularnonaukowego „Horyzont zdarzeń”. Współautor (z Agatą Kaźmierską) książki „Strefy cyberwojny”. Stypendysta Fundacji Knighta na MIT, laureat Prix CIRCOM i Halabardy rektora AON. Zdobywca… więcej

Artykuł pochodzi z numeru TP 14/2014