"Project Orion" (progetto NASA degli anni'50 e '60)

orion

#1
      Nel 1942 Enrico Fermi con la sua "pila nucleare" mostra al mondo le potenzialità dell'energia nucleare. Negli anni successivi, complice la Seconda Guerra Mondiale in corso e successivamente l'inizio della Guerra Fredda, si sviluppano nelle maggiori potenze dell'epoca programmi per l'utilizzo dell'energia nucleare a scopi militari: gli USA raggiungono l'arma atomica nel 1945, l'URSS nel 1949, la Gran Bretagna nel 1952, la Francia nel 1960, la Cina nel 1964, Israele insieme con il Sudafrica nel 1974, l'India nel 1978, il Pakistan nel 1998 e la Corea del Nord nel 2006.
      Negli anni '50 si sviluppano nei paesi più progrediti programmi per l'utilizzo dell'energia nucleare a scopi civili. Tre sono i campi di applicazione più ricercati:
                a) le centrali per la produzione di energia elettrica (l'unico campo dove si è avuto pieno successo);
                b) la propulsione navale, dove ha avuto pieno successo in campo militare (Portaerei e Sottomarini a 
                     propulsione nucleare), mentra è stata abbandonata nel giro di un decennio nel campo delle navi civili 
                     perchè i costi superavano di gran lunga i benefici (ad eccezioni delle navi rompighiaccio, dove tale 
                     propulsione è ancor oggi usata);
                c) la propulsione spaziale, dove non si è andati oltre la prototipazione.

      Nel 1958 la NASA avvia il "Project Orion", il primo progetto per lo sviluppo dell'utilizzo dell'energia nucleare per la propulsione spaziale. Tale progetto è davvero singolare perchè prevede l'utilizzo della propulsione spaziale tramite l'esplosione di ordigni nucleari. 
      La navicella spaziale (di dimensioni generose) presenta uno spesso disco di acciaio alla sua base, il quale è collegato allo scafo tramite ammortizzatori. La navicella spaziale decolla da terra tramite razzi chimici, ma arrivati ad una certa altezza (non elevata) i razzi si sganciano ed inizia la propulsione nucleare. Da una piccola cavità al centro del disco di acciaio è gia stato espulso un piccolo ordigno nucleare di bassa potenza che inizia a cadere per la forza di gravità. Quando tale ordigno si trova a distanza di sicurezza dalla navicella spaziale, esso esplode e l'enorme onda d'urto impatta sul disco di acciaio dando una poderosa spinta verso l'alto. Ripetendo tale azione diverse volte la navicella spaziale esce dall'atmosfera terrestre ed entra in orbita. 
      Una volta in orbita viene ripetuta la stessa procedura con la sola differenza che l'ordigno atomico è avvolto in una sacca di gas. Infatti, poichè in orbità non c'è aria, sarà questo gas a produrre l'onda d'urto che impattando sul disco di acciaio fornirà la poderosa spinta propulsiva.
      E' questa la [b]propulsione nucleare ad impulso[/b]; infatti la spinta viene data tramite ripetutti impulsi a seguito di ciascuna esplosione.
      In base ai calcoli con ripetute esplosioni si possono raggiungere velocità elevatissime con le quali addirittura poter effettuare l'esplorazione umana del sistema solare.
      Si giunge perfino a testare un grosso modello di navicella spaziale in scala ridotta che viene spinta in alto da esplosioni convenzionali (ovviamente in atmosfera).

      Tuttavia nel 1965 un accordo internazionale vieta le esplosioni nucleari in atmosfera e tale programma viene interrotto.
      Perchè interrompere il programma? Tale tipologia di propulsione una volta vietata nell'atmosfera potrebbe benissimo essere utilizzata solo nello spazio...
      Viene a galla così la vera ragione che ha dato vita al "Project Orion", che si può ben sintetizzare con la volontà, da parte della NASA, di fare "[i]le nozze con i fichi secchi[/i]".
      Come sappiamo tutti uno degli scogli principali per l'esplorazione spaziale è il tratto tra il suolo e l'orbita terrestre. Negli anni '50 la tecnologia antiquata unita ai limitati finanziamenti di cui godeva la NASA rendeva tale scoglio di difficile superamento. Per contro la produzione di ordigni atomici era elevatissima poichè si era nel periodo più buio della Guerra Fredda. Di conseguenza questo singolare metodo di utilizzare l'energia nucleare per la propulsione spaziale appariva molto allettante.
      Tuttavia già nei primi anni '60 con la dichiarata volontà del Presidente USA Kennedy di portare l'uomo sulla Luna entro il decennio, erano enormemente aumentati gli stanziamenti per la NASA, rendendo meno allettante la propulsione nucleare ad impulso tramite esplosioni atomiche. Nel 1965 con la proibizione delle esplosioni atomiche in atmofera veniva meno la principale ragion d'essere del "Project Orion", che fu definitivamente abbandonato.

      Nei decenni successivi vennero svolti molti altri studi sulla propulsione nucleare spaziale uno dei quali raggiunse lo stadio operativo, senza tuttavia trovare applicazione pratica. 
      Si tratta del progetto NERVA, che prevede la presenza a bordo della navicella spaziale di un reattore nucleare. Una volta in orbita tale reattore scalda un gas ad altissima temperatura. Tale gas uscendo da un ugello fornisce la propulsione per via del 3° Principio della Dinamica (Azione e Reazione).
      Il limite principale è che una volta esaurito il gas la propulsione si esaurisce. Inutile aggiungere che caricando la navicella spaziale di grandi quantità di gas essa si appesantisce notevolmente e quindi la fuoriuscita del gas produce una scarsa propulsione. La propulsione aumenterebbe proprio quando il gas si starebbe per esaurire e quindi la maggiore spinta la si avrebbe solo quando si è prossimi alla fine della propulsione. Per questo motivo, dopo la realizzazione di qualche prototipo perfettamente funzionante, il progetto NERVA venne dichiarato tecnologia senza sbocchi. Esso, infatti, non ha torto venne paragonato, a dispetto della tecnologia nucleare impiegata, alla locomotiva a vapore.

      Ad oggi, tutti gli altri progetti relativi all'utilizzo dell'energia nucleare nella propulsione spaziale non sono andati oltre la fase di studio.

      Con questo [i]"Topic"[/i]  mi propongo di aprire una discussione seria e di buon spessore tecnico sul "Project Orion" sia nella versione originaria e sia soprattutto nella versione che sarebbe oggi riproponibile, cioè senza esplosioni in atmosfera. 
      In quest'ultimo caso la propulsione nucleare ad impulso, tramite esplosioni atomiche esclusivamente nello spazio interplanetario, sarebbe nel nostro periodo storico (cioè al netto di eccezionali invenzioni del lontano futuro, cioè oltre l'orizzonte della nostra aspettativa di vita) l'unica strada realistica per l'esplorazione umana del sistema solare. Bisogna ricordare, infatti, che mentre per mandare l'uomo su Marte sono stati eleborati progetti teorici che si basano sulla tecnologia odierna, per l'esplorazione umana del sistema solare esterno (cioè per le lune di Giove e Saturno, dove è molto più grande la possibilità di trovare forme di vita extraterrestre) non è nemmeno immaginabile fare degli studi teorici.
      La propulsione nucleare ad impulso tramite esplosioni atomiche è potenzialmente in grado di imprimere grandi velocità anche a navi spaziali di grande massa, cioè dotate non solo di ampia zona abitabile infermeria, palestra, grandi dispense, stanze abbastanza accoglienti e confortevoli per le lunghe missioni, ma anche e soprattutto di scudi di piombo sulle pareti per proteggere gli astronautici dalle fortissime radiazioni cosmiche.
    
      Buona discussione.

#2

Come fai a portare in orbita migliaia di tonnellate di piombo, in modo che venga tutto costruito nell’unica maniera possibile, e cioè modulare?
Io andrei sul sicuro: motori ionici; più sicuri, meno pesanti, meno costosi, più efficienti, meno costosi lo ho già detto?
Apro la strada per ulteriori opinioni, non nascondo che mi attrarre questa tecnologia ma… :confused:


#3

Forse prima di iniziare una nuova discussione fuffa senza capo ne coda e di nuovo nella sezione sbagliata del forum, conviene correggere almeno gli errori più madornali che hai commesso nella tua intro…

Se per “grosso modello” intendi un oggetto di 1m di diametro lanciato per una 50ina di metri in aria attraverso piccole cariche esplosive convenzionali allora è corretto… ma mi sembra più un esperimento alla Mythbusters che altro di particolarmente significativo…

Viene a galla così la vera ragione che ha dato vita al "Project Orion", che si può ben sintetizzare con la volontà, da parte della NASA, di fare "[i]le nozze con i fichi secchi[/i]".

Questo è il genere di considerazioni tecniche che avvallano queste teorie…

Nei decenni successivi vennero svolti molti altri studi sulla propulsione nucleare spaziale uno dei quali raggiunse lo stadio operativo, senza tuttavia trovare applicazione pratica. Si tratta del progetto NERVA...

Operativo?? forse è il caso che rivediamo insieme i gradi di TRL e il concetto di “operativo”, ovvero TRL-9…
http://www.forumastronautico.it/index.php?topic=24453.0
E qui forse non arriviamo a TRL-6…

Ad oggi, tutti gli altri progetti relativi all'utilizzo dell'energia nucleare nella propulsione spaziale non sono andati oltre la fase di studio.

Stai scherzando???

Tutti i motivi per cui l’utilizzo di tale tecnologia è categoricamente impossibile, per efficienza, per prestazioni, per utilità ecc ti sono già stati illustrati…
Di cosa vuoi discutere quindi se le obiezioni che ti vengono fatte, basate su dati di fatto e obiezioni oggettive non le prendi minimamente in considerazione continuando imperterrito a credere alla marmotta che incarta il cioccolato?
Thread fotocopia dell’altro…


#4

Che tu abbia ragione può anche essere vero però, allo stesso tempo, tenendo presente il fatto che l’amico Matt 76 è nuovo, potresti pur perdonargli il fatto di aver sbagliato sezione ed essere meno veemente nei suoi confronti. Il tuo modo di volersi imporre sugli altri è sempre molto schifiltoso e dimostra al pieno la tua persona.

Che poi l’argomento in questione non sia di tuo gradimento…questo non deve obbligare gli altri a non trattarlo!


#5
Se per "grosso modello" intendi un oggetto di 1m di diametro lanciato per una 50ina di metri in aria attraverso piccole cariche esplosive convenzionali allora è corretto...
      Caro albyz85, la navicella spaziale che ha portato l'uomo sulla Luna non era mica di 10 metri di diametro... :astonished:
Operativo?? forse è il caso che rivediamo insieme i gradi di TRL e il concetto di "operativo", ovvero TRL-9...
      Non mi risulta che in questo forum ci si esprima sempre in maniera forbita e con termini tecnici estremamente accurati...   :roll_eyes:  :roll_eyes: 
      Per operativo intendevo un prototipo perfettamente funzionante e a questo ci si arrivò...   :ok_hand:
Stai scherzando??? https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Prometheus
      Il Progetto Prometheus si basa sullo stesso principio del NERVA, quindi per non appesantire troppo il discorso li ho considerati la stessa cosa...   :roll_eyes:
Tutti i motivi per cui l'utilizzo di tale tecnologia è categoricamente impossibile, per efficienza, per prestazioni, per utilità ecc ti sono già stati illustrati... Di cosa vuoi discutere quindi se le obiezioni che ti vengono fatte, basate su dati di fatto e obiezioni oggettive non le prendi minimamente in considerazione continuando imperterrito a credere alla marmotta che incarta il cioccolato? Thread fotocopia dell'altro...
      Questa discussione verte esattamente sul "Project Orion", fatta salva la varianbte obbligata di relegare le esplosioni atomiche solo nello spazio interplanetario (quindi, per essere più precisi, questa discussione riguarda un sottoinsieme del "Project Orion", un programma ufficiale della NASA sulla quale hanno studiato fior fiori di scienziati per 7 anni (1958-1965).
      Di conseguenza, caro albyz85, non vorrei ferire la tua sensibilità (se esiste), ma detto in maniera tanto semplice quanto efficace, chi ne capisce di più tu o quelli della NASA??!!  :clap:

#6

Io invece pensavo che Albyz fosse stato molto paziente e garbato!
Ah, la relatività einsteiniana!?! [emoji12]


#7
Di conseguenza, caro albyz85, non vorrei ferire la tua sensibilità (se esiste), ma detto in maniera tanto semplice quanto efficace, chi ne capisce di più tu o quelli della NASA??!! :clap:
secondo te perché "quelli della NASA" lo anno abbandonato? :ok_hand:

#8

#9

Ma non stavamo parlando del Project Orion, la cui idea era di una navicella di 40m di diametro??

Operativo?? forse è il caso che rivediamo insieme i gradi di TRL e il concetto di "operativo", ovvero TRL-9...
      Non mi risulta che in questo forum ci si esprima sempre in maniera forbita e con termini tecnici estremamente accurati...   :roll_eyes:  :roll_eyes: 
      Per operativo intendevo un prototipo perfettamente funzionante e a questo ci si arrivò...   :ok_hand:</blockquote>

Avrei dovuto immaginarlo, se il NERVA era operativo ora capisco perché tu consideri così fattibile il Project Orion…

Stai scherzando??? https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Prometheus
      Il Progetto Prometheus si basa sullo stesso principio del NERVA, quindi per non appesantire troppo il discorso li ho considerati la stessa cosa...   :roll_eyes:</blockquote>

Ma neanche per idea, stai confrontando mele con patate, oppure propulsione nucleare termica con propulsione nucleare elettrica… è come dire che le TAC vengono fatte con le bombe H…

Questa discussione verte esattamente sul "Project Orion", fatta salva la varianbte obbligata di relegare le esplosioni atomiche solo nello spazio interplanetario (quindi, per essere più precisi, questa discussione riguarda un sottoinsieme del "Project Orion", un programma ufficiale della NASA sulla quale hanno studiato fior fiori di scienziati per 7 anni (1958-1965). Di conseguenza, caro albyz85, non vorrei ferire la tua sensibilità (se esiste), ma detto in maniera tanto semplice quanto efficace, chi ne capisce di più tu o quelli della NASA??!! :clap:

Hai la vaga idea di cosa sia uno studio di fattibilità? Ha esattamente quel nome perché serve per studiare la fattibilità di un’idea, e se l’idea è stata abbandonata, quale è stato secondo te il risultato dello studio? Non è che per caso “quelli della NASA”, come li chiami tu, sono arrivati alle stesse conclusioni che stiamo cercando di farti comprendere da giorni?


#10

A me è sembrato che Alby sia stato esageratamente gentile considerando l’altro topic gemello. Tanto di capello per voler ancora spendere tutto quel tempo a rispondere seriamente a un post di chi chiaramente vuole solo fare troll, considerando che Matt ignora regolarmente le risposte tecniche che gli spiegano che sta scrivendo solo boiate


#11

Sergio, anche tu mi sembri esageratamente gentile come Alberto :wink: condivido in pieno.
Se un progetto non viene portato avanti è perchè evidentemente lo studio di fattibilità non ha determinato la fattibilità. R.I.P.


#12

Io invece non riesco ancora a capire cosa ci sia di così difficile dal comprendere il concetto DNFTT,
Anche se ad onor del vero non lo capivano neppure nel film gremlins…


#13

Hai presente quando entri in casa d’altri? Se trovassi della spazzatura sparpagliata sui pavimenti sarebbe differente se questa l’avesse lasciata il padrone di casa o un estraneo per fare un dispetto?


#14

:ok:


#15

Mi dispiace ma ti avevo avvertito: non riaprire un topic per riproporre in salsa appena rimaneggiata la discussione che avevi iniziato qualche giorno fa.
Ti abbiamo spiegato con pazienza che quanto proponi non ha ne’ capo ne’ coda. Leggere post cosi’ pieni di progetti reali mischiati a interpretazioni tutte tue personali di dubbia lucidita’ fa perder tempo a tutti e portera’ inesorabilmete a flames.
Per questo motivo chiudo il topic immediatamente.