czwartek, 26 czerwca 2014

Nuklearna proca - Studnia gromu

Trevor Rabin - Launch


Rok 2687, jakieś pięć lat świetlnych od niepozornej żółtej gwiazdy. Niewielki statek kosmiczny cudem tylko unika zniszczenia, gdy tuż obok niego przelatuje coś z prędkością niemal 130 000 kilometrów na godzinę. Obiekt jest dziwaczny – powyginana, częściowo stopiona stalowa płyta ważąca kilkaset kilogramów. Nie widać na niej żadnego źródła napędu ani instrumentów do komunikacji na wielkie odległości. Najwyraźniej jest to śmieć jakiejś cywilizacji technologicznej. Tyle, że zwykłe śmiecie nie gnają przez przestrzeń z energią kinetyczną niemal sześciuset gigadżuli. Czy pasażerowie statku mają szansę domyślić się jaka historia wiąże się z dziwacznym obiektem?

Rok 1957, Nowy Meksyk. Na dnie 150 metrowej studni dochodzi do mikroskopijnej katastrofy. Niewielka bryła plutonu zostaje zmiażdżona niewielkimi ładunkami wybuchowymi tak, że rozpoczyna się reakcja łańcuchowa. Ciężkie jądra atomów pękają jedno po drugim uwalniając ogromne ilości energii. Liczniejsze i lżejsze atomy ważą mniej niż pluton. W tej reakcji zaledwie 14 tysięcznych grama masy zostaje przemienionych w energię zgodnie z najsłynniejszym równaniem Alberta Einsteina. 14 tysięcznych grama wyzwolonej energii wiązań jądrowych daje tyle samo energii co trzysta tysięcy kilogramów trotylu. Ziarnko piasku i trzysta ton.

Na powierzchni eksplozja bomby jądrowej o sile 0,3 kT kompletnie zniszczyłaby krakowskie Stare Miasto. Tu jednak cała ta energia była upakowana głęboko pod ziemią. Co więcej, na potrzeby tego testu ładunek został przykryty kilkoma tonami betonu z niewielkim otworem na środku. Sto pięćdziesiąt metrów wyżej, na spodzie 900 kilogramowej stalowej pokrywy zamontowano detektory, które miały przez ułamek sekundy rejestrować eksplozję w celach naukowych.

W czasie jednej milionowej sekundy uwolniona energia nie tylko roztopiła, ale wręcz odparowała kilka ton betonu zmieniając je w obłok gorącego, sprężonego gazu. Na ułamek sekundy powstała „Studnia gromu” (Thunderwell), coś na kształt niedorzecznie wielkiego atomowego pistoletu z betonową plazmą zamiast odrobinki prochu i ważącą niemal tonę pokrywą zamiast pocisku. Choć do nagrania testu użyto kamery szybkiego zapisu, pokrywa została wystrzelona z taką prędkością, że uchwycono ją tylko na jednej klatce nagrania.

Obliczenia wykazały, że w pierwszej chwili osiągnęła ona prędkość 66 kilometrów na sekundę. To znaczy, że po dwóch, trzech sekundach opuściła Ziemię, jeśli nie odparowała z powodu tarcia atmosferycznego tak jak niektóre meteory. Jeśli nie, to trzy godziny później była już dalej niż Księżyc.

Jako, że nie ma pewności czy pokrywa rzeczywiście opuściła atmosferę nie mówi się o niej jako o najdalszym i najszybszym obiekcie wystrzelonym przez ludzkość w kosmos. Jeśli jednak przetrwała te dwie sekundy szaleńczego lotu przez atmosferę… to najdalszy i najszybszy artefakt ludzkości wyruszył dwadzieścia lat wcześniej i ponad dwa razy szybciej niż Voyager 1. Być może znajduje się teraz jakieś 432 jednostki astronomiczne od Ziemi (orbita Neptuna to 30 AU, Voyager 1 znajduje się w odległości 127 AU od Ziemi).


PS. Gif i zdjęcie pochodzą z innych podziemnych testów broni atomowej. Niestety z testu "Pascal-B" nie znalazłem zdjęć, nawet tej pojedynczej klatki.


5 komentarzy:

  1. "Dwie niewielkie bryły plutonu stykają się..."
    Tu jest nieścisłość. Z plutonu nie da się zrobić bomby działającej na zasadzie działa, bo ulegałaby predetonacji. Bomby na pluton zawsze są implozyjne. W takiej bombie jest jedna bryła plutonu, która jest miażdzona przez soczewki wybuchowe.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Nie wiedziałem. Dzięki wielkie - już lekko zedytowałem tekst.

      Usuń
  2. Dwie uwagi:
    Raz - meteory nie parują :P
    Dwa - zakładając, że masa tej pokrywy to te 900 kg, a jej początkowa prędkość to 66 km/s, to początkowa energia kinetyczna wynosi około 2,178 TJ. Jeśli skonfrontujemy to z energią wybuchu (300 ton TNT), to uzyskamy wydajność 156%. Dobra, serio dobra, spodziewałem się dużo mniejszej ;3

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Energię kinetyczną liczyłem dla 36 km/s bo tyle podawali jako teoretyczną prędkość w przypadku gdyby pokrywa nie spłonęła (!) w atmosferze.

      Usuń
    2. "Obliczenia wykazały, że w pierwszej chwili osiągnęła ona prędkość 66 kilometrów na sekundę."

      Wtedy miała na pewno największą energię. Rozumiem, że "gdzieś na górze" już będzie miała mniejszą. Ale tak czy siak coś się nie zgadza. Obliczyłem to tradycyjnie, ale gdyby zrobić to relatywistycznie (a nie ma po co, bo to nadal mała prędkość), to wydajność by wyszła większa.

      Usuń