กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 27 นาที

โปรเจ็กต์โรเวอร์

โครงการโรเวอร์ (Project Rover) เป็นโครงการของสหรัฐอเมริกาเพื่อพัฒนา จรวดพลังงานนิวเคลียร์ความร้อน ซึ่งดำเนินการตั้งแต่ปี 1955 ถึง 1973 ที่ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลาโมส...

โปรเจ็กต์โรเวอร์

กีวี
Kiwi A Prime บนแท่นทดสอบ
ประเทศต้นกำเนิดสหรัฐอเมริกา
นักออกแบบห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลามอส
ผู้ผลิตห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลามอส
แอปพลิเคชันการวิจัยและพัฒนา
ผู้สืบทอดเนอร์วา
สถานะเกษียณแล้ว
เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลว
เชื้อเพลิงขับดันไฮโดรเจนเหลว
ผลงาน
แรงขับ, สุญญากาศ245,000  นิวตัน (55,000  ปอนด์ )
แรงดันในห้อง3,450 กิโลปาสคาล (500  psi )
แรงดลจำเพาะสุญญากาศ834 วินาที (8.18 กม./วินาที)
ระยะเวลาการเผาไหม้480 วินาที
รีสตาร์ท1
มิติ
ความยาว140 เซนติเมตร (54 นิ้ว) (แกนกลาง)
เส้นผ่านศูนย์กลาง80 เซนติเมตร (32 นิ้ว) (แกนกลาง)
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
การดำเนินงานปี ค.ศ. 1959 ถึง 1964
สถานะปลดประจำการ
พารามิเตอร์หลักของแกนปฏิกรณ์
เชื้อเพลิง ( วัสดุฟิสไซล์ )ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง
สถานะเชื้อเพลิงแข็ง
สเปกตรัมพลังงานนิวตรอนความร้อน
วิธีการควบคุมหลักดรัมควบคุม
ผู้ดูแลหลักกราไฟต์นิวเคลียร์
สารหล่อเย็นหลักไฮโดรเจนเหลว
การใช้งานเครื่องปฏิกรณ์
กำลัง (ความร้อน)937 เมกะวัตต์
เอกสารอ้างอิง
เอกสารอ้างอิง[ 1 ]
หมายเหตุข้อมูลนี้ใช้สำหรับ Kiwi B4E เวอร์ชัน

โครงการโรเวอร์ (Project Rover)เป็นโครงการของสหรัฐอเมริกาเพื่อพัฒนาจรวดพลังงานนิวเคลียร์ความร้อนซึ่งดำเนินการตั้งแต่ปี 1955 ถึง 1973 ที่ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลาโมส (LASL) โครงการนี้เริ่มต้นจาก โครงการ ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ เพื่อพัฒนา ส่วนบนของจรวดพลังงานนิวเคลียร์สำหรับขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) โครงการนี้ถูกโอนไปยังนาซาในปี 1958 หลังจากวิกฤตสปุตนิกจุดชนวนการแข่งขันด้านอวกาศโครงการนี้ได้รับการบริหารจัดการโดยสำนักงานขับเคลื่อนนิวเคลียร์อวกาศ (SNPO) ซึ่งเป็นหน่วยงานร่วมของคณะกรรมการพลังงานปรมาณู (AEC) และนาซาโครงการโรเวอร์กลายเป็นส่วนหนึ่งของโครงการเครื่องยนต์นิวเคลียร์สำหรับยานจรวด ( NERVA ) ของนาซา และต่อจากนั้นเป็นต้นมาก็เกี่ยวข้องกับการวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์จรวดนิวเคลียร์ ในขณะที่ NERVA เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการใช้งานเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์โดยรวม และการวางแผนภารกิจอวกาศ

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับโครงการโรเวอร์ถูกสร้างขึ้นที่พื้นที่ทางเทคนิคหมายเลข 18 (TA-18) ของ LASL หรือที่รู้จักกันในชื่อไซต์ปาจาริโตแคนยอน มีการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้นที่กำลังไฟต่ำมากที่นั่น แล้วจึงขนส่งไปยังพื้นที่หมายเลข 25 (หรือที่รู้จักกันในชื่อแจ็กแอสแฟลตส์) ที่ ไซต์ทดสอบเนวาดาของ AEC การทดสอบองค์ประกอบเชื้อเพลิงและวิทยาศาสตร์วัสดุอื่นๆ ดำเนินการโดยแผนก N ของ LASL ที่ TA-46 โดยใช้เตาอบต่างๆ และต่อมาใช้เครื่องปฏิกรณ์ทดสอบแบบกำหนดเองที่เรียกว่าเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โครงการโรเวอร์ส่งผลให้เกิดการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์สามประเภท ได้แก่ คีวี (ปี 1955 ถึง 1964) โฟบัส (ปี 1964 ถึง 1969) และพีวี (ปี 1969 ถึง 1972) คีวีและโฟบัสเป็นเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ ในขณะที่พีวีมีขนาดเล็กกว่ามาก เพื่อให้สอดคล้องกับงบประมาณที่จำกัดลงหลังจากปี 1968

เครื่องปฏิกรณ์ใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง เป็นเชื้อเพลิง โดย ใช้ ไฮโดรเจนเหลวเป็นทั้งเชื้อเพลิงจรวดและสารหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์กราไฟต์นิวเคลียร์และเบริลเลียมถูกใช้เป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอนและตัวสะท้อนนิวตรอนเครื่องยนต์ถูกควบคุมโดยดรัมที่มีกราไฟต์หรือเบริลเลียมอยู่ด้านหนึ่งและโบรอน ( สารพิษนิวเคลียร์ ) อยู่ด้านอีกด้านหนึ่ง และระดับพลังงานจะถูกปรับโดยการหมุนดรัม เนื่องจากไฮโดรเจนทำหน้าที่เป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอนด้วย การเพิ่มการไหลของเชื้อเพลิงจึงเพิ่มกำลังของเครื่องปฏิกรณ์โดยไม่จำเป็นต้องปรับดรัม การทดสอบโครงการโรเวอร์แสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์สามารถปิดและเริ่มต้นใหม่ได้หลายครั้งโดยไม่มีปัญหา และสามารถรวมกลุ่มกันได้หากต้องการแรงขับมากขึ้นแรงขับจำเพาะ (ประสิทธิภาพ) ของพวกมันมีค่าประมาณสองเท่าของจรวดเคมี

จรวดนิวเคลียร์ได้รับการสนับสนุนทางการเมืองอย่างแข็งแกร่งจากประธานคณะกรรมการร่วมรัฐสภาสหรัฐฯ ด้านพลังงานปรมาณูผู้ทรงอิทธิพล วุฒิสมาชิกลินตัน พี. แอ นเดอร์สัน จากรัฐนิวเม็กซิโก (ซึ่งเป็นที่ตั้งของ LASL) และพันธมิตรของเขา วุฒิสมาชิกฮาวาร์ด แคนนอนจากรัฐเนวาดาและมาร์กาเร็ต เชส สมิธจากรัฐเมนสิ่งนี้ทำให้โครงการนี้รอดพ้นจากความพยายามที่จะยกเลิกหลายครั้ง ซึ่งทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงการลดต้นทุนที่เกิดขึ้นขณะสงครามเวียดนาม ทวี ความรุนแรงขึ้น และหลังจากสิ้นสุดการแข่งขันด้านอวกาศด้วย การลงจอดบนดวงจันทร์ของยานอวกาศ อะพอลโล 11โครงการโรเวอร์และเนอร์วาถูกยกเลิกในเดือนมกราคม 1973 แม้จะมีเสียงคัดค้าน และไม่มีเครื่องปฏิกรณ์ใดถูกนำไปใช้งานจริงเลย

จุดเริ่มต้น

แนวคิดเริ่มต้น

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองนักวิทยาศาสตร์บางคนในห้องปฏิบัติการลอสอะลามอสของโครงการแมนฮัตตันรวมถึงStan Ulam , Frederick ReinesและFrederic de Hoffmannได้คาดการณ์เกี่ยวกับการพัฒนาจรวดพลังงานนิวเคลียร์[ 2 ]และในปี 1947 Ulam และ Cornelius Joseph "CJ" Everett ได้เขียนบทความที่พิจารณาการใช้ระเบิดปรมาณูเป็นวิธีการขับเคลื่อนจรวด ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานสำหรับโครงการโอไรออน [ 3 ] ในเดือนธันวาคม 1945 Theodore von KarmanและHsue-Shen Tsienได้เขียนรายงานสำหรับกองทัพอากาศสหรัฐฯแม้ว่าพวกเขาจะเห็นพ้องต้องกันว่ายังไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง แต่ Tsien คาดการณ์ว่าจรวดพลังงานนิวเคลียร์อาจมีพลังมากพอที่จะส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรได้ในอนาคต[ 4 ]

ในปี พ.ศ. 2490 ห้องปฏิบัติการแอโรฟิสิกส์ของ North American Aviation ได้ตีพิมพ์เอกสารขนาดใหญ่ที่สำรวจปัญหาต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนเครื่องบินและจรวด การศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่เครื่องบินที่มีระยะทำการบิน 16,000 กิโลเมตร (10,000 ไมล์) และบรรทุกน้ำหนักได้ 3,600 กิโลกรัม (8,000 ปอนด์) โดยครอบคลุมถึงปั๊มเทอร์โบโครงสร้าง ถังเชื้อเพลิงอากาศพลศาสตร์และ การออกแบบ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์พวกเขาสรุปว่าไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่ดีที่สุด และกราไฟต์ จะเป็น ตัวลดความเร็วของนิวตรอนที่ดีที่สุดแต่ตั้งสมมติฐานอุณหภูมิการทำงานที่ 3,150 °C (5,700 °F) ซึ่งเกินขีดความสามารถของวัสดุที่มีอยู่ ข้อสรุปคือจรวดที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ยังไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง[ 4 ]

การเปิดเผยพลังงานปรมาณู ต่อสาธารณะ ในช่วงท้ายสงครามก่อให้เกิดการคาดเดามากมาย และในสหราชอาณาจักรวาล คลีเวอร์หัวหน้าวิศวกรของแผนกจรวดที่เดอ ฮาวิลแลนด์และเลสลี เชพาร์นักฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้พิจารณาปัญหาการขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์โดยอิสระ พวกเขากลายเป็นผู้ร่วมงานกัน และในชุดบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารของสมาคมระหว่างดาวเคราะห์แห่งอังกฤษ ในปี 1948 และ 1949 พวกเขาได้สรุปการออกแบบจรวดพลังงานนิวเคลียร์ที่มี ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนกราไฟต์แกนแข็งพวกเขาสรุปอย่างไม่เต็มใจว่าจรวดนิวเคลียร์มีความจำเป็นสำหรับการสำรวจอวกาศห้วงลึก แต่ยังไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิค[ 5 ] [ 6 ]

รายงานของบัสซาร์ด

ในปี พ.ศ. 2496 โรเบิร์ต ดับเบิลยู. บัสซาร์ดนักฟิสิกส์ที่ทำงานในโครงการพลังงานนิวเคลียร์เพื่อการขับเคลื่อนอากาศยาน (NEPA) ที่ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ได้เขียนการศึกษาอย่างละเอียด เขาได้อ่านงานของเคลเวอร์และเชพาร์ด[ 7 ]งานของเซียน[ 8 ]และรายงานเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2495 โดยวิศวกรที่ คอนโซลิเดเต็ด วัล ที[ 9 ]เขาใช้ข้อมูลและการวิเคราะห์จากจรวดเคมีที่มีอยู่ พร้อมกับข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบที่มีอยู่ การคำนวณของเขาอิงตามเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ทันสมัย​​[ 10 ]ที่สำคัญที่สุดคือ เอกสารฉบับนี้ได้สำรวจช่วงระยะและขนาดบรรทุกหลายช่วง ข้อสรุปในแง่ร้ายของคอนโซลิเดเต็ดเป็นผลมาจากการพิจารณาเฉพาะความเป็นไปได้ที่แคบเท่านั้น[ 9 ]

ผลการศึกษาเรื่องพลังงานนิวเคลียร์สำหรับการขับเคลื่อนจรวดระบุว่า การใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนจรวดไม่ได้ถูกจำกัดด้วยการพิจารณาพลังงานการเผาไหม้ ดังนั้นจึงสามารถใช้เชื้อเพลิงที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เช่นไฮโดรเจน บริสุทธิ์ ได้ ในขณะที่เครื่องยนต์ทั่วไปสามารถสร้างความเร็วไอเสียได้ 2,500 เมตรต่อวินาที (8,300 ฟุตต่อวินาที) เครื่องยนต์นิวเคลียร์ที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสามารถสร้างความเร็วไอเสียได้ถึง 6,900 เมตรต่อวินาที (22,700 ฟุตต่อวินาที) ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน เขาเสนอให้ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบลดความเร็วด้วยกราไฟต์เนื่องจากกราไฟต์สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ และสรุปว่าองค์ประกอบเชื้อเพลิงจะต้องมีปลอกหุ้มป้องกันเพื่อทนต่อการกัดกร่อนจากเชื้อเพลิงไฮโดรเจน[ 10 ]

การศึกษาของ Bussard ในตอนแรกแทบไม่มีผลกระทบใดๆ ส่วนใหญ่เป็นเพราะมีการพิมพ์เพียง 29 ฉบับ และถูกจัดประเภทเป็นข้อมูลลับดังนั้นจึงมีเพียงผู้ที่มีสิทธิ์เข้าถึงข้อมูลลับเท่านั้นที่สามารถอ่านได้[ 11 ]ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2496 ได้มีการตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Reactor Science and Technology ของ Oak Ridge แม้ว่าจะยังคงเป็นข้อมูลลับ แต่ก็ทำให้มีการเผยแพร่ในวงกว้างมากขึ้น[ 7 ] Darol Fromanรองผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ Los Alamos (LASL) และHerbert Yorkผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการรังสีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ Livermoreให้ความสนใจ และได้จัดตั้งคณะกรรมการเพื่อตรวจสอบการขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์ Froman ได้เชิญ Bussard มาที่ Los Alamos เพื่อช่วยเหลือเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ต่อเดือน[ 12 ]

การอนุมัติ

การศึกษาของ Robert Bussard ยังดึงดูดความสนใจของJohn von Neumannและเขาได้จัดตั้ง คณะ กรรมการเฉพาะกิจเกี่ยวกับการขับเคลื่อนขีปนาวุธด้วยพลังงานนิวเคลียร์Mark Millsผู้ช่วยผู้อำนวยการที่ Livermore เป็นประธาน และสมาชิกคนอื่นๆ ได้แก่Norris Bradburyจาก LASL; Edward Tellerและ Herbert York จาก Livermore; Abe Silversteinรองผู้อำนวยการของNational Advisory Committee for Aeronautics (NACA) Lewis Flight Propulsion Laboratory ; และAllen F. DonovanจากRamo- Wooldridge [ 12 ]

หลังจากรับฟังความคิดเห็นเกี่ยวกับการออกแบบต่างๆ คณะกรรมการมิลส์แนะนำให้ดำเนินการพัฒนาต่อไป โดยมีเป้าหมายเพื่อผลิตจรวดนิวเคลียร์ขั้นบนสำหรับขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) ยอร์กได้จัดตั้งแผนกใหม่ที่ลิเวอร์มอร์ และแบรดเบอรีได้จัดตั้งแผนกใหม่ชื่อแผนก N ที่ลอสอะลามอสภายใต้การนำของราเมอร์ ชไรเบอร์เพื่อดำเนินการดังกล่าว[ 13 ]ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2499 โครงการอาวุธพิเศษของกองทัพ (AFSWP) แนะนำให้จัดสรรเงิน 100 ล้านดอลลาร์ (1,184 ล้านดอลลาร์ในปี พ.ศ. 2568) ให้กับโครงการเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์เป็นเวลาสามปีสำหรับห้องปฏิบัติการทั้งสองแห่งเพื่อดำเนินการศึกษาความเป็นไปได้และการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการทดสอบ[ 14 ]

Eger V. MurphreeและHerbert Loperที่คณะกรรมการพลังงานปรมาณู (AEC) มีความระมัดระวังมากกว่า โครงการ ขีปนาวุธ Atlasกำลังดำเนินไปได้ด้วยดี และหากประสบความสำเร็จก็จะมีระยะทำการเพียงพอที่จะโจมตีเป้าหมายในสหภาพโซเวียต ส่วนใหญ่ ในขณะเดียวกัน หัวรบนิวเคลียร์ก็มีขนาดเล็กลง เบาลง และทรงพลังมากขึ้น กรณีของเทคโนโลยีใหม่ที่สัญญาว่าจะบรรทุกน้ำหนักได้มากขึ้นในระยะทางที่ไกลขึ้นดูเหมือนจะอ่อนแอ อย่างไรก็ตาม จรวดนิวเคลียร์ได้รับการสนับสนุนทางการเมืองอย่างแข็งแกร่งจากวุฒิสมาชิกClinton P. Andersonจากนิวเม็กซิโก (ซึ่ง LASL ตั้งอยู่) รองประธานคณะกรรมการร่วมรัฐสภาสหรัฐฯ ด้านพลังงานปรมาณู (JCAE) ซึ่งมีความใกล้ชิดกับ von Neumann, Bradbury และ Ulam เขาจัดการจัดหาเงินทุนได้[ 14 ]

งานทั้งหมดเกี่ยวกับจรวดนิวเคลียร์ถูกรวมศูนย์ที่ลอสอะลามอส ซึ่งได้รับรหัสว่าโครงการโรเวอร์ (Project Rover) ลิเวอร์มอร์ได้รับมอบหมายให้รับผิดชอบการพัฒนาเครื่องยนต์แรมเจ็ นิวเคลียร์ ซึ่งมีรหัสว่าโครงการพลูโต (Project Pluto ) [ 15 ]โครงการโรเวอร์อยู่ภายใต้ การกำกับ ดูแล ของ นายทหารอากาศประจำการของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ได้ รับมอบหมายให้ไป ปฏิบัติงานที่ AEC คือพันโท ฮาโรลด์ อาร์. ชมิดต์ เขาต้องรับผิดชอบต่อนายทหารอากาศประจำการอีกคนหนึ่งคือพันเอกแจ็ค แอล. อาร์มสตรอง ซึ่งรับผิดชอบโครงการพลูโตและ โครงการ ระบบพลังงานเสริมนิวเคลียร์ (SNAP) ด้วย [ 16 ]

แนวคิดการออกแบบ

โดยหลักการแล้ว การออกแบบ เครื่องยนต์ จรวดความร้อนนิวเคลียร์นั้นค่อนข้างง่าย: ปั๊มเทอร์โบจะบังคับไฮโดรเจนผ่านเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งไฮโดรเจนจะถูกทำให้ร้อนโดยเครื่องปฏิกรณ์จนถึงอุณหภูมิสูงมาก จากนั้นจึงถูกปล่อยออกมาผ่านหัวฉีดจรวดเพื่อสร้างแรงขับ[ 17 ]ปัจจัยที่ทำให้ซับซ้อนนั้นปรากฏให้เห็นได้ทันที ประการแรกคือ ต้องหาวิธีควบคุมอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์และกำลังไฟฟ้าที่ส่งออก ประการที่สองคือ ต้องคิดค้นวิธีการเก็บเชื้อเพลิง วิธีเดียวที่เป็นไปได้ในการจัดเก็บไฮโดรเจนคือในรูปของเหลว ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 20  K (−253.2 °C) ประการที่สามคือ ไฮโดรเจนจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิประมาณ 2,500 K (2,230 °C) และต้องใช้วัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิดังกล่าวและต้านทานการกัดกร่อนจากไฮโดรเจนได้[ 17 ]

ภาพตัดขวางของเครื่องยนต์จรวดกีวี

ตามทฤษฎีแล้วไฮโดรเจนเหลวเป็นเชื้อเพลิงที่ดีที่สุด แต่ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 มันมีราคาแพงและมีจำหน่ายในปริมาณน้อยเท่านั้น[ 18 ]ในปี 1952 AEC และสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติได้เปิดโรงงานใกล้เมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโดเพื่อผลิตไฮโดรเจนเหลวสำหรับโครงการอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์[ 19 ]ก่อนที่จะเลือกใช้ไฮโดรเจนเหลว LASL ได้พิจารณาเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่นมีเทน ( CH )4) และแอมโมเนีย ( NH₃)3แอมโมเนียที่ใช้ในการทดสอบระหว่างปี พ.ศ. 2498 ถึง พ.ศ. 2490 มีราคาไม่แพง หาได้ง่าย เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ 239 K (−34 °C) และสูบและจัดการได้ง่าย อย่างไรก็ตาม แอมโมเนียมีน้ำหนักมากกว่าไฮโดรเจนเหลวมาก ทำให้แรงขับ ของเครื่องยนต์ลดลง นอกจากนี้ยังพบว่ามีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่า และมีคุณสมบัตินิวตรอนิกส์ที่ไม่พึงประสงค์[ 20 ]

สำหรับเชื้อเพลิง พวกเขาพิจารณาพลูโทเนียม-239ยูเรเนียม-235และยูเรเนียม-233พลูโทเนียมถูกปฏิเสธเนื่องจากแม้ว่าจะสร้างสารประกอบได้ง่าย แต่ก็ไม่สามารถให้ความร้อนได้สูงเท่ากับยูเรเนียม ยูเรเนียม-233 ได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง เนื่องจากเมื่อเทียบกับยูเรเนียม-235 แล้ว มีน้ำหนักเบากว่าเล็กน้อย มีจำนวนนิวตรอนต่อเหตุการณ์ฟิชชันสูงกว่า และมีโอกาสเกิดฟิชชันสูง ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะช่วยลดน้ำหนักของเชื้อเพลิงได้ แต่คุณสมบัติทางกัมมันตรังสีทำให้จัดการได้ยากขึ้น และในทุกกรณีก็หาได้ยาก[ 21 ] [ 22 ] ดังนั้นจึงเลือกใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง[ 23 ]

สำหรับวัสดุโครงสร้างในเครื่องปฏิกรณ์ ตัวเลือกจึงเหลือเพียงกราไฟต์หรือโลหะ[ 21 ]ในบรรดาโลหะทังสเตนกลายเป็นตัวเลือกที่โดดเด่น แต่มีราคาแพง ผลิตยาก และมีคุณสมบัติทางนิวตรอนที่ไม่พึงประสงค์ เพื่อแก้ปัญหาคุณสมบัติทางนิวตรอนดังกล่าว จึงมีการเสนอให้ใช้ทังสเตน-184ซึ่งไม่ดูดซับนิวตรอน[ 24 ]กราไฟต์ถูกเลือกเนื่องจากมีราคาถูก แข็งแรงขึ้นที่อุณหภูมิสูงถึง 3,300 K (3,030 °C) และระเหิดแทนที่จะหลอมเหลวที่ 3,900 K (3,630 °C) [ 25 ]

เพื่อควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ แกนกลางถูกล้อมรอบด้วยดรัมควบคุมที่เคลือบด้วยกราไฟต์หรือเบริลเลียม (ตัวลดความเร็วของนิวตรอน) ด้านหนึ่งและโบรอน ( สารพิษของนิวตรอน ) อีกด้านหนึ่ง กำลังไฟฟ้าขาออกของเครื่องปฏิกรณ์สามารถควบคุมได้โดยการหมุนดรัม[ 26 ]เพื่อเพิ่มแรงขับ การเพิ่มอัตราการไหลของเชื้อเพลิงก็เพียงพอแล้ว ไฮโดรเจน ไม่ว่าจะอยู่ในรูปบริสุทธิ์หรือในสารประกอบเช่นแอมโมเนีย เป็นตัวลดความเร็วของนิวเคลียสที่มีประสิทธิภาพ และการเพิ่มอัตราการไหลยังเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาในแกนกลางด้วย อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นนี้จะชดเชยการระบายความร้อนที่เกิดจากไฮโดรเจน เมื่อไฮโดรเจนร้อนขึ้น มันจะขยายตัว ดังนั้นจึงมีไฮโดรเจนในแกนกลางน้อยลงที่จะระบายความร้อน และอุณหภูมิจะคงที่ ผลกระทบที่ตรงกันข้ามเหล่านี้ทำให้ปฏิกิริยามีเสถียรภาพ และเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์จึงมีความเสถียรมากโดยธรรมชาติ และแรงขับสามารถควบคุมได้ง่ายโดยการเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลของไฮโดรเจนโดยไม่ต้องเปลี่ยนดรัมควบคุม[ 27 ]

LASL ได้สร้างแนวคิดการออกแบบหลายชุด โดยแต่ละชุดมีชื่อรหัสเฉพาะ ได้แก่ Uncle Tom, Uncle Tung, Bloodhound และ Shish [ 28 ]ในปี พ.ศ. 2498 พวกเขาได้เลือกแบบที่มีกำลังผลิต 1,500 เมกะวัตต์ (MW) ที่เรียกว่า Old Black Joe ในปี พ.ศ. 2499 ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานของการออกแบบที่มีกำลังผลิต 2,700 เมกะวัตต์ โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้เป็นส่วนบนของขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBM) [ 21 ]

โอนย้ายไปทำงานที่ NASA

ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดี (ขวา) เยี่ยมชมสถานีพัฒนาจรวดนิวเคลียร์ ทางด้านซ้ายของประธานาธิบดี ได้แก่เกล็น ซีบอร์ก ประธานคณะกรรมการพลังงานปรมาณูแห่งสหรัฐอเมริกา ; วุฒิสมาชิกฮาวาร์ด แคนนอน ; ฮาโรลด์ ฟิงเกอร์ผู้จัดการสำนักงานขับเคลื่อนนิวเคลียร์อวกาศ ; และอัลวิน ซี. เกรฟส์ผู้อำนวยการฝ่ายกิจกรรมทดสอบที่ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลาโมส

ภายในปี 1957 โครงการขีปนาวุธ Atlas กำลังดำเนินไปได้ด้วยดี และเมื่อมีหัวรบขนาดเล็กและเบาลง ความจำเป็นสำหรับขั้นบนนิวเคลียร์ก็แทบจะหายไป[ 29 ] [ 30 ]เมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 1957 AEC เสนอให้ตัดงบประมาณของโครงการ Rover แต่ข้อเสนอดังกล่าวก็ถูกเหตุการณ์ต่างๆ แซงหน้าไปในไม่ช้า[ 31 ]

สองวันต่อมา สหภาพโซเวียตได้ปล่อยสปุตนิก 1ซึ่งเป็นดาวเทียมเทียมดวงแรก เหตุการณ์นี้จุดประกายความหวาดกลัวและจินตนาการไปทั่วโลก และแสดงให้เห็นว่าสหภาพโซเวียตมีความสามารถในการส่งอาวุธนิวเคลียร์ข้ามทวีปได้ และบ่อนทำลายแนวคิดเรื่องความเหนือกว่าทางด้านการทหาร เศรษฐกิจ และเทคโนโลยีของอเมริกา[ 32 ]เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดวิกฤตสปุตนิกและจุดชนวนการแข่งขันด้านอวกาศซึ่งเป็นสนามแข่งขันใหม่ในสงครามเย็น [ 33 ]แอนเดอร์สันต้องการมอบความรับผิดชอบสำหรับโครงการอวกาศของสหรัฐฯ ให้กับ AEC [ 34 ]แต่ ประธานาธิบดี ดไวต์ ดี. ไอเซนฮาวร์ของสหรัฐฯตอบโต้ด้วยการก่อตั้ง องค์การบริหารการ บินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) ซึ่งได้รวมเอา NACA เข้ามา[ 35 ]

Donald A. Quarlesรองเลขาธิการกระทรวงกลาโหมได้พบกับT. Keith Glennanผู้บริหารคนใหม่ของ NASA และHugh Drydenรองของเขา เมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2491 [ 36 ]ซึ่งเป็นวันหลังจากที่พวกเขาสาบานตนเข้ารับตำแหน่งที่ทำเนียบขาว [ 37 ] และ Rover เป็นรายการแรกในวาระการ ประชุม Quarles กระตือรือร้นที่จะโอน Rover ให้กับ NASA เนื่องจากโครงการนี้ไม่มีวัตถุประสงค์ทางทหารอีกต่อไป[ 16 ] Silverstein ซึ่ง Glennan ได้พามาที่วอชิงตัน ดี.ซี. เพื่อจัดระเบียบโครงการการบินอวกาศของ NASA [ 38 ]มีความสนใจในเทคโนโลยีจรวดนิวเคลียร์มานานแล้ว เขาเป็นเจ้าหน้าที่อาวุโสคนแรกของ NACA ที่แสดงความสนใจในการวิจัยจรวด[ 39 ]ได้ริเริ่มการตรวจสอบการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงจรวด[ 40 ]มีส่วนร่วมใน โครงการ ขับเคลื่อนนิวเคลียร์สำหรับเครื่องบิน (ANP) สร้างเครื่องปฏิกรณ์ Plum Brook ของ NASA และได้สร้างกลุ่มขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์ที่ Lewis ภายใต้การนำของHarold Finger [ 41 ]

ความรับผิดชอบสำหรับส่วนประกอบที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ของโครงการโรเวอร์ถูกโอนอย่างเป็นทางการจากกองทัพอากาศสหรัฐ (USAF) ไปยัง NASA เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2491 [ 42 ]ซึ่งเป็นวันที่ NASA เริ่มดำเนินการอย่างเป็นทางการและรับผิดชอบโครงการอวกาศพลเรือนของสหรัฐ[ 43 ]โครงการโรเวอร์กลายเป็นโครงการร่วมระหว่าง NASA และ AEC [ 42 ]ซิลเวอร์สไตน์แต่งตั้งฟิงเกอร์จากลูอิสให้ดูแลการพัฒนาจรวดนิวเคลียร์ เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2503 NASA ได้จัดตั้งสำนักงานขับเคลื่อนนิวเคลียร์อวกาศ (SNPO) เพื่อดูแลโครงการจรวดนิวเคลียร์[ 44 ]ฟิงเกอร์ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้จัดการ โดยมีมิลตัน ไคลน์จาก AEC เป็นรองผู้จัดการ[ 45 ]

ข้อตกลงอย่างเป็นทางการระหว่าง NASA และ AEC ว่าด้วยการจัดการสัญญาเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ ได้รับการลงนามโดยรองผู้บริหาร NASA Robert Seamansและผู้จัดการทั่วไปของ AEC Alvin Luedeckeเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2504 ตามมาด้วย "ข้อตกลงระหว่างหน่วยงานเกี่ยวกับโครงการพัฒนาระบบขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์สำหรับอวกาศ (โครงการโรเวอร์)" ซึ่งทั้งสองหน่วยงานได้ลงนามเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม พ.ศ. 2504 [ 46 ] SNPO ยังรับผิดชอบ SNAP ด้วย โดย Armstrong กลายเป็นผู้ช่วยผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ที่ AEC และพันโท GM Anderson ซึ่งเคยเป็นเจ้าหน้าที่โครงการ SNAP ในสำนักงานขับเคลื่อนนิวเคลียร์อากาศยาน (ANPO) ที่ถูกยุบไปแล้ว กลายเป็นหัวหน้าสาขา SNAP ในแผนกใหม่[ 45 ]

เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2504 ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดีได้กล่าวปราศรัยต่อที่ประชุมร่วมของรัฐสภา “ประการแรก” เขากล่าวประกาศ “ผมเชื่อว่าประเทศนี้ควรมุ่งมั่นที่จะบรรลุเป้าหมายก่อนสิ้นทศวรรษนี้ คือการส่งมนุษย์ไปลงจอดบนดวงจันทร์และนำเขากลับมายังโลกอย่างปลอดภัย” จากนั้นเขาก็กล่าวต่อไปว่า “ประการที่สอง เงินอีก 23 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ รวมกับเงิน 7 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ที่มีอยู่แล้ว จะช่วยเร่งการพัฒนาจรวดนิวเคลียร์โรเวอร์ สิ่งนี้ให้ความหวังว่าจะเป็นวิธีการสำรวจอวกาศที่น่าตื่นเต้นและทะเยอทะยานยิ่งขึ้นในอนาคต บางทีอาจจะไกลกว่าดวงจันทร์ หรืออาจจะถึงสุดขอบระบบสุริยะเลยก็ได้” [ 47 ]

สถานที่ทดสอบ

การจัดเตรียมสิ่งอำนวยความสะดวกที่สถานีพัฒนาจรวดนิวเคลียร์ในแจ็กแอสแฟลตส์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับโครงการโรเวอร์ถูกสร้างขึ้นที่ LASL Technical Area 18 (TA-18) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Pajarito Site เชื้อเพลิงและส่วนประกอบภายในเครื่องยนต์ถูกผลิตขึ้นใน Sigma complex ที่ Los Alamos การทดสอบองค์ประกอบเชื้อเพลิงและวิทยาศาสตร์วัสดุอื่นๆ ดำเนินการโดย LASL N Division ที่ TA-46 โดยใช้เตาอบต่างๆ และต่อมาใช้เครื่องปฏิกรณ์ทดสอบแบบกำหนดเองที่เรียกว่า Nuclear Furnace เจ้าหน้าที่จากแผนก LASL Test (J) และ Chemical Metallurgy Baker (CMB) ก็มีส่วนร่วมในโครงการโรเวอร์ด้วย[ 48 ]มีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์สองเครื่องสำหรับเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง เครื่องหนึ่งสำหรับ การทดลอง วิกฤตที่กำลังไฟเป็นศูนย์ที่ Los Alamos และอีกเครื่องหนึ่งใช้สำหรับการทดสอบที่กำลังไฟเต็มที่[ 30 ]เครื่องปฏิกรณ์ได้รับการทดสอบที่กำลังไฟต่ำมากก่อนที่จะถูกส่งไปยังสถานที่ทดสอบ[ 48 ]

ในปี พ.ศ. 2499 AEC ได้จัดสรรพื้นที่ 127,200 เฮกตาร์ (314,000 เอเคอร์) ในบริเวณที่รู้จักกันในชื่อ Jackass Flats ในพื้นที่ 25ของNevada Test Siteเพื่อใช้ในโครงการ Rover [ 49 ]งานก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการทดสอบเริ่มขึ้นในช่วงกลางปี ​​พ.ศ. 2490 วัสดุและอุปกรณ์ทั้งหมดต้องนำเข้ามาจากลาสเวกัสห้องทดสอบ A ประกอบด้วยถังแก๊สไฮโดรเจนจำนวนมากและกำแพงคอนกรีตหนา 0.91 เมตร (3 ฟุต) เพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากรังสีจากเครื่องปฏิกรณ์ห้องควบคุมตั้งอยู่ห่างออกไป 3.2 กิโลเมตร (2 ไมล์) สารเคลือบพลาสติกบนสายเคเบิลควบคุมถูกหนูที่ขุดรูกัดแทะและต้องเปลี่ยนใหม่ เครื่องปฏิกรณ์ถูกทดสอบโดยปล่อยควันไอเสียขึ้นสู่อากาศ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ฟิสชัน กัมมันตรังสีใดๆ ที่ถูกดูดซับจากแกนกลางสามารถกระจายออกไปได้อย่างปลอดภัย[ 21 ]

อาคารบำรุงรักษาและถอดประกอบเครื่องปฏิกรณ์ (R-MAD) นั้นโดยส่วนใหญ่แล้วเป็นห้องควบคุมรังสี ทั่วไป ที่ใช้ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ มีผนังคอนกรีตหนา หน้าต่างกระจก ตะกั่วสำหรับชม และแขนควบคุมระยะไกล สิ่งที่พิเศษคือขนาดของมัน: ยาว 76 เมตร (250 ฟุต) กว้าง 43 เมตร (140 ฟุต) และสูง 19 เมตร (63 ฟุต) ซึ่งทำให้สามารถเคลื่อนย้ายเครื่องยนต์เข้าและออกโดยใช้รถไฟได้[ 21 ] "ทางรถไฟแจ็กลาสและตะวันตก" ซึ่งเป็นชื่อที่ใช้เรียกกันเล่นๆ นั้น กล่าวกันว่าเป็นทางรถไฟที่สั้นที่สุดและช้าที่สุดในโลก[ 50 ]มีหัวรถจักรสองคัน: L-1 ไฟฟ้า ซึ่งควบคุมจากระยะไกล และ L-2 ดีเซลไฟฟ้า ซึ่งควบคุมด้วยมือ โดยมีเกราะป้องกันรังสีรอบห้องคนขับ[ 21 ]

ห้องทดสอบ C ควรจะแล้วเสร็จในปี 1960 แต่ NASA และ AEC ไม่ได้ขอเงินทุนสำหรับการก่อสร้างเพิ่มเติมในปีนั้น แอนเดอร์สันจึงจัดหาให้เอง จากนั้นก็เกิดความล่าช้าในการก่อสร้าง ทำให้เขาต้องเข้ามาแทรกแซงด้วยตนเอง[ 51 ]ในเดือนสิงหาคม 1961 สหภาพโซเวียตได้ยุติการระงับการทดสอบนิวเคลียร์ที่บังคับใช้มาตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 1958 ดังนั้นเคนเนดีจึงกลับมาทำการทดสอบของสหรัฐฯ อีกครั้งในเดือนกันยายน[ 52 ]ด้วยโครงการเร่งด่วนครั้งที่สองที่ไซต์ทดสอบเนวาดา แรงงานจึงขาดแคลน และเกิดการประท้วงหยุดงาน[ 53 ]

ห้องทดสอบ C พร้อมถังเก็บความเย็น ขนาดใหญ่

เมื่อสิ่งนั้นสิ้นสุดลง คนงานต้องเผชิญกับความยากลำบากในการจัดการกับไฮโดรเจน ซึ่งอาจรั่วไหลผ่านรูขนาดเล็กมากจนของเหลวอื่นๆ ไม่สามารถผ่านได้ ในวันที่ 7 พฤศจิกายน 1961 อุบัติเหตุเล็กน้อยทำให้เกิดการรั่วไหลของไฮโดรเจนอย่างรุนแรง ในที่สุดโรงงานก็เริ่มดำเนินการได้ในปี 1964 SNPO วางแผนที่จะสร้างเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ขนาด 20,000 เมกะวัตต์ ดังนั้นหัวหน้างานก่อสร้าง Keith Boyer จึงให้บริษัท Chicago Bridge & Iron Company สร้าง ถังเก็บความเย็นขนาดมหึมา 2 ถัง ขนาด 1,900,000 ลิตร (500,000 แกลลอนสหรัฐ) อาคารบำรุงรักษาและถอดประกอบเครื่องยนต์ (E-MAD) ถูกเพิ่มเข้ามา อาคารนี้มีขนาดใหญ่กว่าสนามฟุตบอล มีผนังคอนกรีตหนาและช่องป้องกันที่สามารถประกอบและถอดประกอบเครื่องยนต์ได้ นอกจากนี้ยังมีแท่นทดสอบเครื่องยนต์ (ETS-1) และมีแผนจะสร้างเพิ่มอีก 2 แท่น[ 53 ]

นอกจากนี้ยังมีสถานที่จัดเก็บวัสดุกัมมันตรังสี (RMSF) ซึ่งเป็นพื้นที่ขนาด 8.5 เฮกตาร์ (21 เอเคอร์) ซึ่งอยู่ห่างจาก E-MAD, ห้องทดสอบ "C" และ ETS-1 ในระยะทางที่ใกล้เคียงกัน ล้อมรอบด้วยรั้วลวดตาข่ายพร้อมไฟส่องสว่างรอบนอกแบบควอตซ์ ทางรถไฟรางเดี่ยวที่เชื่อมต่อสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ มีทางแยกหนึ่งทางผ่านประตูหลักเพียงแห่งเดียวเข้าไปในพื้นที่จัดเก็บ จากนั้นจึงแยกออกเป็นเจ็ดทางแยกย่อย สองทางแยกย่อยนำไปสู่บังเกอร์ขนาด 55.3 ตารางเมตร (595 ตารางฟุต) สิ่งอำนวยความสะดวกนี้ใช้สำหรับจัดเก็บสิ่งของที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสีหลากหลายชนิด[ 54 ]

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2505 NASA ประกาศจัดตั้งสถานีพัฒนาจรวดนิวเคลียร์ (NRDS) ที่ Jackass Flats และในเดือนมิถุนายนได้มีการจัดตั้งสาขา SNPO ที่ลาสเวกัส (SNPO-N) เพื่อบริหารจัดการ[ 46 ]คนงานก่อสร้างพักอาศัยอยู่ในเมืองเมอร์คิวรี รัฐเนวาดาต่อมาได้มีการนำรถพ่วงจำนวน 30 คันมาตั้งที่ Jackass Flats เพื่อสร้างหมู่บ้านชื่อ "Boyerville" ตามชื่อของหัวหน้างาน Keith Boyer [ 21 ]

กีวี

เฟสแรกของโครงการโรเวอร์ กีวี ได้รับการตั้งชื่อตามนกที่บินไม่ได้ชื่อเดียวกันจากนิวซีแลนด์[ 21 ]เนื่องจากเครื่องยนต์จรวดกีวีไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อบินเช่นกัน หน้าที่ของมันคือการตรวจสอบการออกแบบและทดสอบพฤติกรรมของวัสดุที่ใช้[ 25 ]โครงการกีวีได้พัฒนาเครื่องยนต์นิวเคลียร์ทดสอบที่ไม่สามารถบินได้หลายรุ่น โดยมุ่งเน้นหลักไปที่การปรับปรุงเทคโนโลยีของเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยไฮโดรเจน ระหว่างปี 1959 ถึง 1964 มีการสร้างและทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดแปดเครื่อง กีวีถือได้ว่าเป็นเครื่องพิสูจน์แนวคิดสำหรับเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์[ 55 ]

กีวี เอ

Raemer Schreiberกับโปสเตอร์ Project Rover ในปี 1959

การทดสอบครั้งแรกของ Kiwi A ซึ่งเป็นรุ่นแรกของเครื่องยนต์จรวด Kiwi ดำเนินการที่ Jackass Flats เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2492 Kiwi A มีแกนทรงกระบอกสูง 132.7 เซนติเมตร (50 นิ้ว) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 83.8 เซนติเมตร (30 นิ้ว) เกาะกลางบรรจุน้ำหนักมากซึ่งทำหน้าที่ทั้งเป็นสารหล่อเย็นและตัวหน่วงเพื่อลดปริมาณยูเรเนียมออกไซด์ที่จำเป็น แท่งควบคุมตั้งอยู่ภายในเกาะ ซึ่งล้อมรอบด้วยแผ่นเชื้อเพลิงกราไฟต์ 960 แผ่นที่บรรจุอนุภาคเชื้อเพลิงยูเรเนียมออกไซด์ขนาด 4 ไมโครเมตร (0.00016 นิ้ว) และชั้นของแผ่นกราไฟต์ 240 แผ่น[ 56 ]แกนถูกล้อมรอบด้วยตัวหน่วงใยกราไฟต์หนา 43.2 เซนติเมตร (20 นิ้ว) และหุ้มด้วยเปลือกอลูมิเนียม ใช้ไฮโดรเจนในรูปก๊าซเป็นเชื้อเพลิงขับเคลื่อนที่อัตราการไหล 3.2 กิโลกรัมต่อวินาที (7.1 ปอนด์/วินาที) เครื่องยนต์นี้ตั้งใจจะผลิตพลังงาน 100 เมกะวัตต์ แต่ทำงานที่ 70 เมกะวัตต์เป็นเวลา 5 นาที อุณหภูมิแกนกลางสูงกว่าที่คาดไว้มากถึง 2,900 เคลวิน (2,630 องศาเซลเซียส) เนื่องจากการแตกร้าวของแผ่นกราไฟต์ ซึ่งมากพอที่จะทำให้เชื้อเพลิงบางส่วนละลายได้[ 56 ]

มีการปรับปรุงหลายอย่างสำหรับการทดสอบครั้งต่อไปในวันที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2503 เพื่อสร้างเครื่องยนต์ที่รู้จักกันในชื่อ Kiwi A Prime ชิ้นส่วนเชื้อเพลิงถูกอัดขึ้นรูปเป็นทรงกระบอกและเคลือบด้วยไนโอเบียมคาร์ไบด์ ( NbC ) เพื่อต้านทานการกัดกร่อน นำชิ้นส่วนเชื้อเพลิงหกชิ้นมาวางเรียงต่อกันแล้วใส่ลงในรูเจ็ดรูในโมดูลกราไฟต์เพื่อสร้างโมดูลเชื้อเพลิงยาว 137 เซนติเมตร (54 นิ้ว) ในครั้งนี้เครื่องปฏิกรณ์สามารถผลิตพลังงานได้ 88 เมกะวัตต์เป็นเวลา 307 วินาที โดยมีอุณหภูมิก๊าซที่ออกจากแกนกลางเฉลี่ย 2,178 เคลวิน การทดสอบครั้งนี้มีข้อบกพร่องเนื่องจากโมดูลแกนกลางล้มเหลวสามโมดูล แต่ส่วนใหญ่ได้รับความเสียหายเพียงเล็กน้อยหรือไม่ได้รับความเสียหายเลย[ 57 ] แอนเดอร์สันและผู้แทนใน การประชุมใหญ่พรรคเดโมแครตปี พ.ศ. 2503ได้สังเกตการณ์การทดสอบนี้ในการประชุม แอนเดอร์สันได้เพิ่มการสนับสนุนจรวดนิวเคลียร์ลงในนโยบายของพรรคเดโมแคร ต [ 58 ]

การทดสอบครั้งที่สามและครั้งสุดท้ายของเครื่องยนต์ซีรีส์ Kiwi A ดำเนินการเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 1960 เครื่องยนต์ Kiwi A3 ใช้ชิ้นส่วนเชื้อเพลิงทรงกระบอกยาว 27 นิ้ว (69 ซม.) ในปลอกคาร์ไบด์ไนโอเบียม แผนการทดสอบกำหนดให้เครื่องยนต์ทำงานที่กำลัง 50 เมกะวัตต์ (ครึ่งหนึ่งของกำลังสูงสุด) เป็นเวลา 106 วินาที จากนั้นที่กำลัง 92 เมกะวัตต์ เป็นเวลา 250 วินาที ระดับกำลัง 50 เมกะวัตต์ทำได้ด้วยอัตราการไหลของเชื้อเพลิง 2.36 กิโลกรัมต่อวินาที (5.2 ปอนด์ต่อวินาที) แต่อุณหภูมิของก๊าซที่ออกจากเครื่องยนต์อยู่ที่ 1,861 เคลวิน ซึ่งสูงกว่าที่คาดไว้กว่า 300 เคลวิน หลังจาก 159 วินาที กำลังถูกเพิ่มขึ้นเป็น 90 เมกะวัตต์ เพื่อรักษาอุณหภูมิของก๊าซที่ออกจากเครื่องยนต์ให้คงที่ที่ 2,173 เคลวิน อัตราการไหลของเชื้อเพลิงจึงถูกเพิ่มขึ้นเป็น 3.81 กิโลกรัมต่อวินาที (8.4 ปอนด์ต่อวินาที) ต่อมาพบว่าระบบวัดพลังงานนิวโทรนิกได้รับการสอบเทียบไม่ถูกต้อง และเครื่องยนต์ทำงานจริงด้วยกำลังเฉลี่ย 112.5 เมกะวัตต์เป็นเวลา 259 วินาที ซึ่งสูงกว่ากำลังการออกแบบมาก แม้จะเป็นเช่นนั้น แกนกลางก็ได้รับความเสียหายน้อยกว่าในการทดสอบ Kiwi A Prime [ 59 ]

Kiwi A ถือเป็นความสำเร็จในฐานะต้นแบบของเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ แสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจนสามารถถูกทำให้ร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จนถึงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนในอวกาศได้ และสามารถควบคุมเครื่องปฏิกรณ์ได้[ 60 ]ฟิงเกอร์จึงดำเนินการต่อไปและเรียกประมูลจากภาคอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาเครื่องยนต์นิวเคลียร์สำหรับยานจรวด ( NERVA ) ของ NASA โดยอิงจากการออกแบบเครื่องยนต์ Kiwi [ 61 ]นับจากนั้นเป็นต้นมา Rover ก็กลายเป็นส่วนหนึ่งของ NERVA ในขณะที่ Rover เกี่ยวข้องกับการวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์จรวดนิวเคลียร์ NERVA เกี่ยวข้องกับการพัฒนาและการใช้งานเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ และการวางแผนภารกิจอวกาศ[ 62 ]

กีวี บี

นอร์ริส แบรดเบอรี (ซ้าย) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอะลามอส ยืนอยู่หน้าเครื่องปฏิกรณ์ Kiwi B4-A

เป้าหมายดั้งเดิมของ LASL คือการสร้างเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ขนาด 10,000 เมกะวัตต์ ที่สามารถส่งน้ำหนัก 11,000 กิโลกรัม (25,000 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรที่ระดับความสูง 480 กิโลเมตร (300 ไมล์) เครื่องยนต์นี้มีชื่อรหัสว่า Condor ตามชื่อนกขนาดใหญ่ที่บินได้ซึ่งตรงข้ามกับนกกีวีขนาดเล็กที่บินไม่ได้ อย่างไรก็ตาม ในเดือนตุลาคมปี 1958 นาซาได้ศึกษาการติดตั้งส่วนบนที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บน ขีปนาวุธ Titan Iและสรุปว่าในโครงสร้างนี้ ส่วนบนที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 1,000 เมกะวัตต์ สามารถส่งน้ำหนัก 6,400 กิโลกรัม (14,000 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรได้ โครงสร้างนี้ถูกนำไปใช้ในการศึกษาNovaและกลายเป็นเป้าหมายของโครงการ Rover LASL วางแผนที่จะทำการทดสอบสองครั้งด้วย Kiwi B ซึ่งเป็นการออกแบบระดับกลางขนาด 1,000 เมกะวัตต์ ในปี พ.ศ. 2504 และ 2505 ตามด้วยการทดสอบสองครั้งของ Kiwi C ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ต้นแบบ ในปี พ.ศ. 2506 และจะมีการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ระหว่างการบิน (RIFT) ของเครื่องยนต์ที่ผลิตจริงในปี พ.ศ. 2507 [ 26 ]

สำหรับ Kiwi B นั้น LASL ได้ทำการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหลายอย่างเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นตามที่ต้องการ แกนกลางถูกกำจัดออกไป จำนวนรูระบายความร้อนในแต่ละองค์ประกอบเชื้อเพลิงหกเหลี่ยมเพิ่มขึ้นจากสี่เป็นเจ็ด และตัวสะท้อนแสงกราไฟต์ถูกแทนที่ด้วยตัวสะท้อนแสงเบริลเลียมหนา 20 เซนติเมตร (8 นิ้ว) [ 59 ]แม้ว่าเบริลเลียมจะมีราคาแพงกว่า ผลิตยากกว่า และเป็นพิษสูง แต่ก็มีน้ำหนักเบากว่ามาก ส่งผลให้ประหยัดน้ำหนักได้ 1,100 กิโลกรัม (2,500 ปอนด์) เนื่องจากความล่าช้าในการเตรียม Test Cell C ให้พร้อม คุณสมบัติบางอย่างที่ตั้งใจไว้สำหรับ Kiwi C จึงถูกรวมเข้าไว้ใน Kiwi B2 ด้วย ซึ่งรวมถึงหัวฉีดที่ระบายความร้อนด้วยไฮโดรเจนเหลวแทนน้ำ ปั๊มเทอร์โบ Rocketdyne ใหม่ และการสตาร์ทแบบบูตสแตรป[ 26 ]ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์จะเริ่มทำงานด้วยพลังงานของตัวเองเท่านั้น[ 63 ]

การทดสอบ Kiwi B1A ซึ่งเป็นการทดสอบครั้งสุดท้ายที่ใช้ไฮโดรเจนในสถานะก๊าซแทนของเหลว เดิมกำหนดไว้ในวันที่ 7 พฤศจิกายน 1961 ในเช้าวันทดสอบ วาล์วรั่วทำให้เกิดการระเบิดของไฮโดรเจนอย่างรุนแรง ส่งผลให้ผนังของโรงเรือนพังทลายและคนงานหลายคนได้รับบาดเจ็บ หลายคนแก้วหูฉีกขาด และคนหนึ่งกระดูกส้นเท้าหัก ตัวเครื่องปฏิกรณ์ไม่ได้รับความเสียหาย แต่รถทดสอบและอุปกรณ์ได้รับความเสียหายอย่างหนัก ทำให้การทดสอบต้องเลื่อนออกไปหนึ่งเดือน ความพยายามครั้งที่สองในวันที่ 6 ธันวาคมถูกยกเลิกเมื่อพบว่าเทอร์โมคัปเปิล สำหรับวินิจฉัยหลายตัว ติดตั้งกลับด้าน ในที่สุด ในวันที่ 7 ธันวาคม การทดสอบก็เริ่มขึ้น ตั้งใจจะเดินเครื่องยนต์ที่กำลัง 270 เมกะวัตต์เป็นเวลา 300 วินาที แต่การทดสอบถูกยกเลิกหลังจากเพียง 36 วินาทีที่กำลัง 225 เมกะวัตต์ เนื่องจากเริ่มเกิดไฟไหม้จากไฮโดรเจน เทอร์โมคัปเปิลทั้งหมดทำงานได้อย่างถูกต้อง ดังนั้นจึงได้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากมาย อัตราการไหลของมวลไฮโดรเจนเฉลี่ยในช่วงพลังงานเต็มกำลังของการทดลองคือ 9.1 กิโลกรัมต่อวินาที (20 ปอนด์/วินาที) [ 64 ] [ 65 ]

LASL ตั้งใจจะทดสอบ Kiwi B2 ต่อไป แต่พบข้อบกพร่องทางโครงสร้างที่ต้องออกแบบใหม่ จากนั้นจึงหันไปสนใจ B4 ซึ่งเป็นการออกแบบที่ล้ำสมัยกว่า แต่เมื่อพยายามใส่กลุ่มเชื้อเพลิงเข้าไปในแกนกลาง พบว่ากลุ่มเชื้อเพลิงมีนิวตรอนมากเกินไป และเกรงว่าเครื่องปฏิกรณ์อาจเริ่มทำงานโดยไม่คาดคิด ปัญหาดังกล่าวเกิดจากการดูดซับน้ำจากอากาศแห้งของรัฐนิวเม็กซิโกในระหว่างการจัดเก็บ จึงแก้ไขโดยการเพิ่มสารพิษนิวตรอน หลังจากนั้นจึงจัดเก็บชิ้นส่วนเชื้อเพลิงไว้ในบรรยากาศเฉื่อย แผนก N จึงตัดสินใจทดสอบด้วยเครื่องยนต์สำรอง B1 หรือ B1B แม้จะมีข้อสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับเครื่องยนต์นี้จากผลการทดสอบ B1A เพื่อให้ได้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประสิทธิภาพและพฤติกรรมของไฮโดรเจนเหลว[ 66 ] [ 67 ]เมื่อเริ่มทำงานในวันที่ 1 กันยายน 1962 แกนกลางสั่น แต่สามารถผลิตพลังงานได้ถึง 880 เมกะวัตต์ แสงวาบรอบหัวฉีดบ่งชี้ว่าเม็ดเชื้อเพลิงถูกพ่นออกมา ต่อมาพบว่ามีเม็ดเชื้อเพลิงถูกพ่นออกมา 11 เม็ด แทนที่จะปิดเครื่อง ผู้ทดสอบได้หมุนดรัมเพื่อชดเชย และสามารถทำงานต่อไปด้วยกำลังเต็มที่ได้ไม่กี่นาทีก่อนที่เซ็นเซอร์จะระเบิดและทำให้เกิดไฟไหม้ และเครื่องยนต์ก็หยุดทำงาน วัตถุประสงค์การทดสอบส่วนใหญ่แต่ไม่ใช่ทั้งหมดบรรลุผล[ 67 ] [ 68 ]

การทดสอบครั้งต่อไปในชุดนี้คือการทดสอบ Kiwi B4A เมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 1962 มีการสังเกตเห็นเปลวไฟวาบขึ้นเมื่อเครื่องปฏิกรณ์มีกำลังถึง 120 เมกะวัตต์ จากนั้นจึงเพิ่มกำลังเป็น 210 เมกะวัตต์ และคงไว้ที่ระดับนั้นเป็นเวลา 37 วินาที แล้วจึงเพิ่มกำลังเป็น 450 เมกะวัตต์ แต่เปลวไฟวาบขึ้นบ่อยขึ้น และเครื่องยนต์ก็ถูกปิดลงหลังจาก 13 วินาที หลังจากการทดสอบพบว่า 97% ของชิ้นส่วนเชื้อเพลิงเสียหาย[ 69 ]ได้มีการตระหนักถึงความยากลำบากในการใช้ไฮโดรเจนเหลว และสาเหตุของการสั่นสะเทือนและความล้มเหลวได้รับการวินิจฉัยว่าเกิดจากไฮโดรเจนรั่วเข้าไปในช่องว่างระหว่างแกนกลางและภาชนะรับแรงดัน[ 70 ]แตกต่างจากเครื่องยนต์เคมีที่อาจระเบิดหลังจากได้รับความเสียหาย เครื่องยนต์ยังคงมีเสถียรภาพและควบคุมได้ตลอดการทดสอบ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์จะมีความทนทานและเชื่อถือได้ในอวกาศ[ 67 ]

Kiwi A Prime ถูกทดสอบยิง

เคนเนดีเดินทางไปเยือนลอสอะลามอสเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2505 เพื่อรับฟังการบรรยายสรุปเกี่ยวกับโครงการโรเวอร์[ 71 ]นับเป็นครั้งแรกที่ประธานาธิบดีสหรัฐฯ ไปเยือนห้องปฏิบัติการอาวุธนิวเคลียร์ เขานำคณะผู้ติดตามจำนวนมากไปด้วย ซึ่งรวมถึงลินดอน จอห์นสัน , แมคจอร์จ บันดี , เจอ โรม วีสเนอร์ , แฮโรลด์ บราวน์ , โดนัลด์ ฮอร์นิก , เกล็น ซีบอร์ก , โรเบิร์ต ซีแมนส์, แฮโรลด์ ฟิงเกอร์ และคลินตัน แอนเดอร์สัน วันรุ่งขึ้น พวกเขาบินไปยังแจ็กแอสแฟลตส์ ทำให้เคนเนดีเป็นประธานาธิบดีเพียงคนเดียวที่เคยไปเยือนสถานที่ทดสอบนิวเคลียร์ โครงการโรเวอร์ได้รับเงิน 187 ล้านดอลลาร์ในปี พ.ศ. 2505 และ AEC กับ NASA กำลังขอเงินอีก 360 ล้านดอลลาร์ในปี พ.ศ. 2506 เคนเนดีได้กล่าวถึงปัญหาด้านงบประมาณของรัฐบาลของเขา และเจ้าหน้าที่และที่ปรึกษาของเขาได้ถกเถียงกันถึงอนาคตของโครงการโรเวอร์และโครงการอวกาศโดยทั่วไป[ 72 ]

ฟิงเกอร์ได้รวบรวมทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการสั่นสะเทือนจากศูนย์ NASA อื่นๆ และร่วมกับเจ้าหน้าที่จาก LASL, Aerojet และ Westinghouse ดำเนินการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์แบบ "การไหลเย็น" โดยใช้ชิ้นส่วนเชื้อเพลิงที่ไม่มีวัสดุที่สามารถแตกตัวได้ มีการสูบก๊าซไนโตรเจน ฮีเลียม และไฮโดรเจนผ่านเครื่องยนต์เพื่อกระตุ้นให้เกิดการสั่นสะเทือน พบว่าการสั่นสะเทือนเกิดจากความไม่เสถียรในลักษณะการไหลของของเหลวผ่านช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนเชื้อเพลิงที่อยู่ติดกัน มีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบเล็กน้อยหลายครั้งเพื่อแก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือน[ 73 ] [ 74 ]ในการทดสอบ Kiwi B4D เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 1964 เครื่องปฏิกรณ์เริ่มทำงานโดยอัตโนมัติและทำงานที่กำลังเต็มที่ (990 MW) เป็นเวลาสั้นๆ โดยไม่มีปัญหาการสั่นสะเทือน การทดสอบต้องยุติลงหลังจาก 64 วินาทีเมื่อท่อหัวฉีดแตกและทำให้เกิดการรั่วไหลของไฮโดรเจนรอบหัวฉีดจนเกิดไฟไหม้ การลดอุณหภูมิทำได้โดยใช้ทั้งไฮโดรเจนและก๊าซไนโตรเจน 3,266 กิโลกรัม (7,200 ปอนด์) เมื่อตรวจสอบหลังการทดสอบแล้ว ไม่พบชิ้นส่วนเชื้อเพลิงที่เสียหาย[ 75 ]

การทดสอบครั้งสุดท้ายคือการทดสอบ Kiwi B4E ในวันที่ 28 สิงหาคม ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์ทำงานเป็นเวลาสิบสองนาที โดยแปดนาทีนั้นทำงานเต็มกำลัง (937 เมกะวัตต์) นี่เป็นการทดสอบครั้งแรกที่ใช้เม็ดยูเรเนียมคาร์ไบด์แทนยูเรเนียมออกไซด์ โดยมีการเคลือบไนโอเบียมคาร์ไบด์หนา 0.0508 มิลลิเมตร (0.002 นิ้ว) พบว่าเม็ดเหล่านี้จะเกิดออกซิเดชันเมื่อได้รับความร้อน ทำให้เกิดการสูญเสียคาร์บอนในรูปของ ก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อลดปัญหานี้ จึงได้เพิ่มขนาดของอนุภาคให้ใหญ่ขึ้น (เส้นผ่านศูนย์กลาง 50 ถึง 150 ไมโครเมตร (0.0020 ถึง 0.0059 นิ้ว)) และเคลือบด้วย กราไฟต์ ไพโรไล ติกเพื่อป้องกัน ในวันที่ 10 กันยายน Kiwi B4E ได้เริ่มทำงานอีกครั้ง และทำงานที่ 882 เมกะวัตต์เป็นเวลาสองนาทีครึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถของเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ในการปิดและเริ่มทำงานใหม่ได้[ 76 ] [ 77 ]

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2507 ได้มีการทดสอบเครื่องยนต์ Kiwi B4 และ PARKA ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ Kiwi ที่ใช้สำหรับการทดสอบที่ Los Alamos โดยเครื่องปฏิกรณ์ทั้งสองเครื่องถูกใช้งานห่างกัน 4.9 เมตร (16 ฟุต), 2.7 เมตร (9 ฟุต) และ 1.8 เมตร (6 ฟุต) ตามลำดับ และได้ทำการวัดค่าปฏิกิริยา การทดสอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่านิวตรอนที่ผลิตโดยเครื่องปฏิกรณ์เครื่องหนึ่งทำให้เกิดการแตกตัวในอีกเครื่องหนึ่งจริง แต่ผลกระทบนั้นน้อยมาก คือ 3, 12 และ 24 เซนต์ตามลำดับ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ที่อยู่ติดกันจะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน และสามารถจัดกลุ่มเข้าด้วยกันได้ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์จรวดเคมี[ 66 ] [ 67 ] [ 78 ] [ 79 ]

โฟบัส

เครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์โฟบัสบนทางรถไฟแจ็กแอสและเวสเทิร์น

ขั้นตอนต่อไปในโครงการวิจัยของ LASL คือการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น[ 80 ]ขนาดของแกนกลางจะเป็นตัวกำหนดว่าสามารถผลักไฮโดรเจนซึ่งจำเป็นสำหรับการระบายความร้อนผ่านเข้าไปได้มากเท่าใด และสามารถบรรจุเชื้อเพลิงยูเรเนียมเข้าไปได้มากเท่าใด[ 81 ]ในปี 1960 LASL เริ่มวางแผนสร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 4,000 เมกะวัตต์ที่มีแกนกลางขนาด 89 เซนติเมตร (35 นิ้ว) เพื่อเป็นเครื่องปฏิกรณ์รุ่นต่อจาก Kiwi LASL ตัดสินใจตั้งชื่อว่าPhoebeตามชื่อเทพีแห่งดวงจันทร์ของกรีก อย่างไรก็ตาม โครงการอาวุธนิวเคลียร์อื่นได้ใช้ชื่อนั้นไปแล้ว จึงเปลี่ยนชื่อเป็น Phoebus ซึ่งเป็นชื่อทางเลือกของ Apollo Phoebus พบกับการต่อต้านจาก SNPO ซึ่งต้องการเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 20,000 เมกะวัตต์ LASL คิดว่าความยากลำบากในการสร้างและทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่เช่นนี้ถูกมองข้ามไปมากเกินไป เพียงแค่การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 4,000 เมกะวัตต์ก็ต้องใช้หัวฉีดใหม่และปั๊มเทอร์โบที่ได้รับการปรับปรุงจาก Rocketdyne ความขัดแย้งทางราชการที่ยืดเยื้อจึงเกิดขึ้น[ 80 ]

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2506 SNPO และศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ (MSFC) ได้มอบหมายให้ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีอวกาศ (STL) จัดทำรายงานเกี่ยวกับประเภทของเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ที่จำเป็นสำหรับภารกิจที่เป็นไปได้ระหว่างปี พ.ศ. 2518 ถึง พ.ศ. 2533 ภารกิจเหล่านี้รวมถึงการเดินทางสำรวจดาวเคราะห์แบบไปกลับระหว่างดาวเคราะห์ที่มีมนุษย์ควบคุมในช่วงแรก (EMPIRE) การโคจรผ่านดาวเคราะห์ และยานอวกาศไปดวงจันทร์ ข้อสรุปของรายงานเก้าเล่มนี้ ซึ่งส่งมอบในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2508 และการศึกษาติดตามผล คือ ภารกิจเหล่านี้สามารถดำเนินการได้ด้วยเครื่องยนต์ขนาด 4,100 เมกะวัตต์ ที่มีแรงขับจำเพาะ 825 วินาที (8.09 กม./วินาที) ซึ่งเล็กกว่าที่เคยคิดว่าจำเป็นไว้มาก จากนั้นจึงเกิดข้อกำหนดสำหรับเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ขนาด 5,000 เมกะวัตต์ ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อ NERVA II [ 82 ] [ 83 ]

LASL และ SNPO ตกลงกันว่า LASL จะสร้าง Phoebus สองเวอร์ชัน ได้แก่ Phoebus I ขนาดเล็กที่มีแกนยาว 89 เซนติเมตร (35 นิ้ว) สำหรับทดสอบเชื้อเพลิง วัสดุ และแนวคิดขั้นสูง และ Phoebus II ขนาดใหญ่กว่า 140 เซนติเมตร (55 นิ้ว) ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นต้นแบบสำหรับ NERVA II ทั้งสองรุ่นจะใช้พื้นฐานจาก Kiwi โดยมุ่งเน้นที่การสร้างกำลังที่มากกว่าที่ทำได้ด้วยหน่วย Kiwi และรักษาพลังงานสูงสุดไว้ได้นานขึ้น งานเกี่ยวกับ Phoebus I เริ่มขึ้นในปี 1963 โดยมีการสร้างเครื่องยนต์ทั้งหมดสามเครื่อง เรียกว่า 1A, 1B และ 1C [ 80 ]

โฟบัสในพิพิธภัณฑ์การทดสอบปรมาณูแห่งชาติในลาสเวกัส

Phoebus 1A ได้รับการทดสอบเมื่อวันที่ 25 มิถุนายน พ.ศ. 2508 และทำงานที่กำลังเต็มที่ (1,090 เมกะวัตต์) เป็นเวลาสิบนาทีครึ่ง น่าเสียดายที่สภาพแวดล้อมที่มีรังสีเข้มข้นทำให้เกจวัดความจุตัวหนึ่งแสดงค่าผิดพลาด เมื่อพบว่าเกจตัวหนึ่งแสดงว่าถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเกือบหมด และอีกตัวแสดงว่าเหลืออยู่หนึ่งในสี่ และไม่แน่ใจว่าอันไหนถูกต้อง ช่างเทคนิคในห้องควบคุมจึงเลือกเชื่อเกจที่แสดงว่าเหลืออยู่หนึ่งในสี่ ซึ่งเป็นการเลือกที่ผิด เพราะถังเชื้อเพลิงเกือบหมดจริง ๆ และเชื้อเพลิงก็หมดลง เมื่อไม่มีไฮโดรเจนเหลวมาช่วยระบายความร้อน เครื่องยนต์ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิ 2,270 เคลวิน (2,000 องศาเซลเซียส) จึงร้อนจัดและระเบิดอย่างรวดเร็ว เชื้อเพลิงประมาณหนึ่งในห้าถูกพุ่งออกมา ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่ละลาย[ 80 ] [ 84 ]

พื้นที่ทดสอบถูกปล่อยทิ้งไว้เป็นเวลาหกสัปดาห์เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงมีเวลาสลาย ตัว รถเกรดที่มีใบกวาด ทำจากยาง ถูกใช้เพื่อกองดินที่ปนเปื้อนเพื่อให้สามารถตักออกได้ เมื่อวิธีนี้ไม่ได้ผล ก็ใช้เครื่องดูดฝุ่นขนาด 150 กิโลวัตต์ (200 แรงม้า) เพื่อดูดดินออกไป ในตอนแรกเศษชิ้นส่วนบนพื้นที่ทดสอบถูกเก็บรวบรวมโดยหุ่นยนต์ แต่เนื่องจากช้าเกินไป จึงใช้คนงานในชุดป้องกันใช้คีมคีบชิ้นส่วนและหย่อนลงในกระป๋องสีที่ล้อมรอบด้วยตะกั่วและติดตั้งบนรถเข็นล้อเล็ก วิธีนี้ช่วยจัดการกับการปนเปื้อนหลักได้ ส่วนที่เหลือถูกสกัด กวาด ขัด ล้าง หรือทาสีออกไป ความพยายามในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนทั้งหมดใช้คนงานสี่ร้อยคนเป็นเวลาสองเดือนจึงจะเสร็จสมบูรณ์ และมีค่าใช้จ่าย 50,000 ดอลลาร์ ปริมาณรังสีเฉลี่ยที่คนงานทำความสะอาดได้รับคือ 0.66 เรม (0.0066  ซีเวอร์ ) ในขณะที่ปริมาณสูงสุดคือ 3 เรม (0.030 ซีเวอร์) LASL จำกัดเงินเดือนพนักงานไว้ที่ 5 rems (0.050 Sv) ต่อปี[ 80 ]

การทดสอบครั้งต่อไปคือการทดสอบ Phoebus 1B โดยเปิดใช้งานเมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2510 และทำงานที่กำลังไฟ 588 เมกะวัตต์ เป็นเวลาสองนาทีครึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุซ้ำรอยที่เคยเกิดขึ้นกับ Phoebus 1A จึง ได้ติดตั้ง ถังเก็บความเย็นแบบไครโอเจนิก ขนาด 30,000 ลิตร (8,000 แกลลอนสหรัฐ) ที่มีความดันสูง 5,200 กิโลปาสคาล (750  psi ) เพื่อเป็นแหล่งจ่ายไฮโดรเจนเหลวฉุกเฉินในกรณีที่ระบบจ่ายเชื้อเพลิงหลักเกิดความล้มเหลว การทดสอบครั้งที่สองดำเนินการเมื่อวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2510 โดยทำงานเป็นเวลา 46 นาที ซึ่ง 30 นาทีนั้นมีกำลังไฟสูงกว่า 1,250 เมกะวัตต์ และสามารถทำกำลังไฟสูงสุดได้ 1,450 เมกะวัตต์ และอุณหภูมิของก๊าซอยู่ที่ 2,444 เคลวิน (2,171 องศาเซลเซียส) การทดสอบประสบความสำเร็จ แต่พบการกัดกร่อนบางส่วน[ 85 ]

ต่อมาได้มีการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่ขึ้นคือ Phoebus 2A โดยเริ่มจากการทดสอบที่กำลังต่ำ (2,000 เมกะวัตต์) ในวันที่ 8 มิถุนายน 1968 จากนั้นจึงทำการทดสอบที่กำลังเต็มที่ในวันที่ 26 มิถุนายน เครื่องปฏิกรณ์ทำงานเป็นเวลา 32 นาที โดย 12.5 นาทีนั้นทำงานที่กำลังสูงกว่า 4,000 เมกะวัตต์ และทำกำลังสูงสุดได้ 4,082 เมกะวัตต์ ณ จุดนี้ อุณหภูมิในห้องเผาไหม้อยู่ที่ 2,256 เคลวิน (1,983 องศาเซลเซียส) และอัตราการไหลรวมอยู่ที่ 118.8 กิโลกรัมต่อวินาที (262 ปอนด์ต่อวินาที) ไม่สามารถทำกำลังสูงสุดได้เนื่องจาก ณ จุดนี้ อุณหภูมิของส่วนยึดที่เชื่อมต่อแกนกลางกับภาชนะรับแรงดันถึงขีดจำกัดที่ 417 เคลวิน (144 องศาเซลเซียส) การทดสอบครั้งที่สามดำเนินการในวันที่ 18 กรกฎาคม โดยทำกำลังได้ 1,280 เมกะวัตต์ และครั้งที่สี่ในวันเดียวกันนั้น โดยทำกำลังได้ประมาณ 3,500 เมกะวัตต์[ 86 ] [ 87 ]ความผิดปกติที่น่าสงสัยคือปฏิกิริยาต่ำกว่าที่คาดไว้ ไฮโดรเจนเหลวอาจทำให้ตัวสะท้อนเบริลเลียมเย็นตัวลงมากเกินไป ส่งผลให้สูญเสียคุณสมบัติในการควบคุมนิวตรอนไปบางส่วน หรืออีกทางหนึ่งไฮโดรเจนมีไอโซเมอร์สปิน อยู่ 2 ชนิด คือ พาราไฮโดรเจนเป็นตัวควบคุมนิวตรอน แต่ออร์โธไฮโดรเจนเป็นพิษ และบางทีฟลักซ์นิวตรอนที่สูงอาจทำให้พาราไฮโดรเจนบางส่วนเปลี่ยนเป็นออร์โธไฮโดรเจน[ 88 ]

พีวี

Pewee เป็นโครงการ Rover ระยะที่สาม LASL กลับมาใช้ชื่อนกอีกครั้ง โดยตั้งชื่อตาม นกพีวีในอเมริกาเหนือมันมีขนาดเล็ก ทดสอบง่าย และมีขนาดที่สะดวกสำหรับภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ระหว่างดวงดาวทางวิทยาศาสตร์แบบไร้คนขับ หรือ "ยานลากจูง" นิวเคลียร์ขนาดเล็ก จุดประสงค์หลักคือการทดสอบองค์ประกอบเชื้อเพลิงขั้นสูงโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายสำหรับเครื่องยนต์ขนาดเต็ม Pewee ใช้เวลาพัฒนาเพียงสิบเก้าเดือนนับตั้งแต่ SNPO อนุมัติในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2510 จนถึงการทดสอบเต็มรูปแบบครั้งแรกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2511 [ 89 ]

เครื่องปฏิกรณ์พีวีมีแกนกลางขนาด 53 เซนติเมตร (21 นิ้ว) บรรจุเชื้อเพลิง 402 ชิ้น น้ำหนัก 36 กิโลกรัม (80 ปอนด์) และชิ้นส่วนรองรับ 132 ชิ้น ในจำนวนเชื้อเพลิง 402 ชิ้นนั้น 267 ชิ้นผลิตโดย LASL, 124 ชิ้นโดยห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์เวสติงเฮาส์และ 11 ชิ้นที่ศูนย์ความมั่นคงแห่งชาติ Y-12 ของ AEC ส่วนใหญ่เคลือบด้วยไนโอเบียมคาร์ไบด์ ( NbC ) แต่บางส่วนเคลือบด้วยเซอร์โคเนียมคาร์ไบด์ ( ZrC ) แทน และส่วนใหญ่ยังมีการเคลือบโมลิบเดนัมเพื่อป้องกัน เนื่องจากมีความกังวลว่าเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กเช่นนี้อาจไม่สามารถเข้าสู่สภาวะวิกฤตได้จึง มีการเติม เซอร์โคเนียมไฮไดรด์ (ซึ่งเป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอนที่ดี) และเพิ่มความหนาของตัวสะท้อนแสงเบริลเลียมเป็น 20 เซนติเมตร (8 นิ้ว) มีถังควบคุม 9 ถัง เครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมด รวมทั้งถังความดันอะลูมิเนียม มีน้ำหนัก 2,570 กิโลกรัม (5,670 ปอนด์) [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]

เครื่องปฏิกรณ์ Pewee 1 เริ่มเดินเครื่องสามครั้ง: เพื่อตรวจสอบการทำงานในวันที่ 15 พฤศจิกายน 1968, เพื่อทดสอบระยะสั้นในวันที่ 21 พฤศจิกายน และเพื่อทดสอบความทนทานที่กำลังสูงสุดในวันที่ 4 ธันวาคม การทดสอบที่กำลังสูงสุดมีการหยุดเดินเครื่องสองครั้ง โดยเครื่องปฏิกรณ์ทำงานที่กำลัง 503 เมกะวัตต์ (1.2 เมกะวัตต์ต่อเชื้อเพลิงหนึ่งชิ้น) อุณหภูมิเฉลี่ยของก๊าซที่ออกจากเครื่องปฏิกรณ์อยู่ที่ 2,550 เคลวิน (2,280 องศาเซลเซียส) ซึ่งเป็นอุณหภูมิสูงสุดที่เคยบันทึกไว้ในโครงการ Rover อุณหภูมิภายในห้องปฏิกรณ์อยู่ที่ 2,750 เคลวิน (2,480 องศาเซลเซียส) ซึ่งเป็นสถิติอีกรายการหนึ่ง การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเซอร์คอนคาร์ไบด์มีประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนได้ดีกว่าไนโอเบียมคาร์ไบด์ ไม่ได้มีการพยายามเป็นพิเศษเพื่อเพิ่มแรงขับจำเพาะให้สูงสุด เนื่องจากไม่ใช่จุดประสงค์หลักของเครื่องปฏิกรณ์ แต่ Pewee สามารถทำแรงขับจำเพาะในสุญญากาศได้ถึง 901 วินาที (8.84 กิโลเมตร/วินาที) ซึ่งสูงกว่าเป้าหมายของ NERVA มาก เช่นเดียวกับความหนาแน่นของกำลังเฉลี่ยที่ 2,340 เมกะวัตต์/ ลูกบาศก์เมตรความหนาแน่นสูงสุดอยู่ที่ 5,200 MW/m³ ซึ่งสูงกว่า Phoebus 2A ถึง 20% และสรุปได้ว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องยนต์ที่เบากว่าแต่ทรงพลังกว่าเดิม[ 90 ] [ 91 ]

LASL ใช้เวลาหนึ่งปีในการปรับเปลี่ยนการออกแบบ Pewee เพื่อแก้ปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไป ในปี 1970 Pewee 2 ถูกเตรียมพร้อมในห้องทดสอบ C สำหรับการทดสอบหลายชุด LASL วางแผนที่จะทำการทดสอบเต็มกำลัง 12 ครั้ง ที่อุณหภูมิ 2,427 K (2,154 °C) แต่ละครั้งใช้เวลา 10 นาที โดยมีการลดอุณหภูมิลงเหลือ 540 K (267 °C) ระหว่างการทดสอบแต่ละครั้ง SNPO สั่งให้ LASL ส่ง Pewee กลับไปยัง E-MAD [ 89 ]ปัญหาคือพระราชบัญญัตินโยบายสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ (NEPA) ซึ่งประธานาธิบดีริชาร์ด นิกสันได้ลงนามบังคับใช้เมื่อวันที่ 1 มกราคม 1970 [ 92 ] SNPO เชื่อว่าการปล่อยรังสีอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนด และจะไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่กลุ่มสิ่งแวดล้อมกลุ่มหนึ่งอ้างว่าไม่เป็นเช่นนั้น[ 89 ] SNPO ได้จัดทำรายงานการศึกษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมฉบับเต็มสำหรับการทดสอบเตาหลอมนิวเคลียร์ที่จะเกิดขึ้น[ 93 ]ในขณะเดียวกัน LASL ก็วางแผนการทดสอบ Pewee 3 การทดสอบนี้จะดำเนินการในแนวนอน โดยใช้เครื่องขัดเพื่อกำจัดผลิตภัณฑ์ฟิสชันจากกลุ่มควันไอเสีย นอกจากนี้ยังวางแผนสร้าง Pewee 4 เพื่อทดสอบเชื้อเพลิง และ Pewee 5 เพื่อทดสอบระบบเผาไหม้เพิ่มเติม การทดสอบเหล่านี้ไม่เคยดำเนินการจริง[ 89 ]

เตาหลอมนิวเคลียร์

เชื้อเพลิงสองรูปแบบที่โครงการโรเวอร์ทดสอบ ได้แก่ อนุภาคเชื้อเพลิง ยูเรเนียมคาร์ไบด์เคลือบด้วยคาร์บอนไพโรไลติกที่กระจายตัวอยู่ในพื้นผิวแกรไฟต์ และ "วัสดุผสม" ซึ่งประกอบด้วยการกระจายตัวของยูเรเนียมคาร์ไบด์และเซอร์โคเนียมคาร์ไบด์ในพื้นผิวแกรไฟต์

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กที่มีขนาดเพียงหนึ่งในสิบของเครื่องปฏิกรณ์พีวี (Pewee) ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็นวิธีการทดสอบที่มีราคาประหยัด เดิมทีมีแผนจะใช้ที่ลอสอะลามอส (Los Alamos) แต่ค่าใช้จ่ายในการสร้างสถานที่ทดสอบที่เหมาะสมนั้นสูงกว่าค่าใช้จ่ายในการใช้ห้องทดสอบซี ​​(Test Cell C) เตาปฏิกรณ์มีแกนกลางขนาดเล็ก ยาว 146 เซนติเมตร (57 นิ้ว) และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 34 เซนติเมตร (13 นิ้ว) บรรจุเชื้อเพลิงรูปหกเหลี่ยม 49 ชิ้น โดย 47 ชิ้นเป็นเชื้อเพลิงแบบ "ผสม" ยูเรเนียมคาร์ไบด์-เซอร์โคเนียมคาร์ไบด์ และอีก 2 ชิ้นเป็นเชื้อเพลิงแบบคลัสเตอร์ 7 ชิ้น ประกอบด้วยเชื้อเพลิงยูเรเนียม-เซอร์โคเนียมคาร์ไบด์บริสุทธิ์แบบรูเดียว เชื้อเพลิงทั้งสองชนิดนี้ไม่เคยถูกทดสอบในเครื่องปฏิกรณ์ขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์มาก่อน โดยรวมแล้วมีปริมาณยูเรเนียม-235 ที่เสริมสมรรถนะสูง (93%) ประมาณ 5 กิโลกรัม เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาด้วยเชื้อเพลิงเพียงเล็กน้อย ตัวสะท้อนแสงเบริลเลียมจึงมีความหนามากกว่า 36 เซนติเมตร (14 นิ้ว) เชื้อเพลิงแต่ละชิ้นมีปลอกน้ำสำหรับระบายความร้อนและลดความเร็วของนิวตรอนเป็นของตัวเอง มีการใช้ไฮโดรเจนในรูปก๊าซแทนไฮโดรเจนเหลวเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายมีการพัฒนาเครื่องขัดล้าง[ 89 ] [ 91 ] [ 94 ]

วัตถุประสงค์ของการทดสอบเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือการตรวจสอบการออกแบบและทดสอบเชื้อเพลิงผสมใหม่ ระหว่างวันที่ 29 มิถุนายนถึง 27 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ NF-1 ถูกใช้งานสี่ครั้งที่กำลังเต็มที่ (44 เมกะวัตต์) และอุณหภูมิก๊าซที่ออกจากเชื้อเพลิง 2,444 เคลวิน (2,171 องศาเซลเซียส) เป็นเวลารวม 108.8 นาที เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ NF-1 ถูกใช้งานเป็นเวลา 121.1 นาที โดยมีอุณหภูมิก๊าซที่ออกจากเชื้อเพลิงสูงกว่า 2,222 เคลวิน (1,949 องศาเซลเซียส) นอกจากนี้ยังบรรลุความหนาแน่นของกำลังเฉลี่ย 4,500 ถึง 5,000 เมกะวัตต์/ลูกบาศก์เมตรโดยมีอุณหภูมิสูงถึง 2,500 เคลวิน (2,230 องศาเซลเซียส) [ 95 ]เครื่องดักจับทำงานได้ดี แม้ว่าจะมีคริปตอน-85รั่วไหลออกมาบ้างหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมสามารถตรวจพบปริมาณเล็กน้อย แต่ไม่มีอยู่นอกช่วงการทดสอบ[ 89 ]

การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเซลล์เชื้อเพลิงคอมโพสิตจะใช้งานได้ดีเป็นเวลา 2 ถึง 6 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 2,500 ถึง 2,800 K (2,230 ถึง 2,530 °C) ในขณะที่เชื้อเพลิงคาร์ไบด์จะให้ประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกันที่อุณหภูมิ 3,000 ถึง 3,200 K (2,730 ถึง 2,930 °C) โดยสมมติว่าปัญหาการแตกร้าวสามารถแก้ไขได้ด้วยการออกแบบที่ดีขึ้น สำหรับการใช้งาน 10 ชั่วโมง เมทริกซ์กราไฟต์จะจำกัดอยู่ที่ 2,200 ถึง 2,300 K (1,930 ถึง 2,030 °C) คอมโพสิตสามารถทำงานได้ถึง 2,480 K (2,210 °C) และคาร์ไบด์บริสุทธิ์ถึง 3,000 K (2,730 °C) ดังนั้น โปรแกรมการทดสอบจึงสิ้นสุดลงด้วยเซลล์เชื้อเพลิง 3 รูปแบบที่ใช้งานได้[ 94 ]

การทดสอบความปลอดภัย

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2504 เคนเนดีได้อนุมัติการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์กลางอากาศ (RIFT) เพื่อตอบสนองต่อเรื่องนี้ LASL ได้จัดตั้งสำนักงานความปลอดภัยการบินของยานสำรวจ และ SNPO ได้จัดตั้งคณะกรรมการความปลอดภัยการบินของยานสำรวจ ซึ่งสนับสนุน RIFT แผน RIFT ของ NASA กำหนดให้เครื่องปฏิกรณ์มากถึงสี่เครื่องตกลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติก LASL ต้องพิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเครื่องปฏิกรณ์กระทบกับน้ำด้วยความเร็วหลายพันกิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องทราบว่าเครื่องปฏิกรณ์จะเข้าสู่สภาวะวิกฤตหรือระเบิดเมื่อถูกน้ำทะเลท่วม ซึ่งเป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอน นอกจากนี้ยังมีความกังวลเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นเมื่อเครื่องปฏิกรณ์จมลงไปที่ก้นมหาสมุทรแอตแลนติกที่ความลึก 3.2 กิโลเมตร (2 ไมล์) ซึ่งจะอยู่ภายใต้แรงดันมหาศาล ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล และสิ่งมีชีวิตในทะเลที่อยู่ด้านล่างนั้น ล้วนต้องได้รับการพิจารณา[ 96 ]

ในระหว่างการทดสอบระเบิด TNT ที่นิวซีแลนด์ มีการทำลายเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Kiwi ที่ได้รับการดัดแปลงโดยเจตนา

LASL เริ่มต้นด้วยการแช่ชิ้นส่วนเชื้อเพลิงในน้ำ จากนั้นจึงทำการทดสอบการเข้าสู่ของน้ำจำลอง (SWET) โดยใช้ลูกสูบขนาด 30 เซนติเมตร (12 นิ้ว) ดันน้ำเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อจำลองแรงกระแทก เครื่องปฏิกรณ์จำลองถูกปล่อยลงบนพื้นคอนกรีตจากความสูง 23 เมตร (75 ฟุต) มันกระเด้งขึ้นไปในอากาศ 4.6 เมตร (15 ฟุต) ตัวถังรับแรงดันบุบและชิ้นส่วนเชื้อเพลิงหลายชิ้นแตก แต่การคำนวณแสดงให้เห็นว่ามันจะไม่เกิดปฏิกิริยาวิกฤตหรือระเบิด อย่างไรก็ตาม RIFT เกี่ยวข้องกับ NERVA ที่ติดตั้งอยู่บนจรวด Saturn V สูง 91 เมตร (300 ฟุต) เพื่อหาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากบูสเตอร์ระเบิดบนแท่นปล่อย เครื่องปฏิกรณ์จำลองจึงถูกกระแทกเข้ากับกำแพงคอนกรีตโดยใช้รถเลื่อนจรวดแกนกลางถูกบีบอัดลง 5% และการคำนวณแสดงให้เห็นว่าแกนกลางจะเกิดวิกฤตและระเบิด โดยมีแรงเทียบเท่ากับวัตถุระเบิดแรงสูงประมาณ 2 กิโลกรัม (4.4 ปอนด์) ซึ่งน่าจะน้อยมากเมื่อเทียบกับความเสียหายที่เกิดจากการระเบิดของบูสเตอร์ ที่น่าตกใจคือ ค่านี้ต่ำกว่า 11 กิโลกรัม (25 ปอนด์) ที่คาดการณ์ไว้ในทางทฤษฎีมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์นั้นมีข้อบกพร่อง[ 96 ]

เมื่อมีการพิจารณาแล้วว่า NERVA ไม่จำเป็นสำหรับโครงการ Apollo และจะไม่จำเป็นจนกว่าจะถึงทศวรรษ 1970 โครงการ RIFT จึงถูกเลื่อนออกไป[ 72 ]และถูกยกเลิกอย่างสิ้นเชิงในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2506 แม้ว่าจะมีการพูดคุยเกี่ยวกับการนำกลับมาดำเนินการใหม่บ่อยครั้ง แต่ก็ไม่เคยเกิดขึ้น[ 97 ]ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ SWET อีกต่อไป แต่ความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์ยังคงอยู่ แม้ว่าการกระแทกหรือการระเบิดจะไม่สามารถทำให้เกิดการระเบิดนิวเคลียร์ได้ แต่ LASL ก็กังวลเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นหากเครื่องปฏิกรณ์ร้อนเกินไป จึงได้มีการคิดค้นการทดสอบเพื่อสร้างหายนะที่ร้ายแรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การทดสอบพิเศษที่เรียกว่า Kiwi-TNT ถูกคิดค้นขึ้น โดยปกติแล้วดรัมควบคุมจะหมุนด้วยความเร็วสูงสุด 45° ต่อวินาทีไปยังตำแหน่งเปิดเต็มที่ที่ 180° ซึ่งช้าเกินไปสำหรับการระเบิดที่ร้ายแรงที่ต้องการ ดังนั้นสำหรับ Kiwi-TNT จึงได้มีการปรับเปลี่ยนให้หมุนด้วยความเร็ว 4,000° ต่อวินาที การทดสอบดำเนินการเมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2508 Kiwi-TNT ถูกติดตั้งบนรถรางบรรทุกสินค้าแบบแบน ซึ่งมีชื่อเล่นว่าToonerville Trolleyและจอดห่างจากห้องทดสอบ C 190 เมตร (630 ฟุต) ถังถูกหมุนไปที่การตั้งค่าสูงสุดที่ 4,000° ต่อวินาที และความร้อนทำให้กราไฟต์บางส่วนกลายเป็นไอ ส่งผลให้เกิดการระเบิดที่มีสีสันซึ่งทำให้ชิ้นส่วนเชื้อเพลิงกระเด็นไปในอากาศ ตามด้วยเมฆกัมมันตรังสีที่มีกัมมันตภาพรังสีสูง โดยมีค่าประมาณ 1.6 เมกะคูรี (59  PBq ) [ 96 ]

กัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่ในกลุ่มเมฆอยู่ในรูปของซีเซียม-138ตรอนเทียม-92 ไอโอดีน-134 เซอร์โคเนียม-97และคริปตอน-88ซึ่งมีครึ่งชีวิต สั้นมาก วัดได้เป็นนาทีหรือชั่วโมง กลุ่มเมฆลอยขึ้นไปในอากาศสูง 790 เมตร (2,600 ฟุต) และเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ในที่สุดก็พัดผ่านลอสแอนเจลิสและออกสู่ทะเล เครื่องบินของหน่วยงานสาธารณสุข (PHS) สองลำได้ติดตามกลุ่มเมฆและเก็บตัวอย่าง หน่วยงาน PHS ได้แจกเครื่องวัดปริมาณรังสีแบบฟิล์มให้กับผู้คนที่อาศัยอยู่บริเวณขอบเขตของพื้นที่ทดสอบ และเก็บตัวอย่างนมจากฟาร์มโคนมที่อยู่ในเส้นทางของกลุ่มเมฆ ผลการตรวจสอบพบว่าการได้รับรังสีของคนที่อาศัยอยู่นอกพื้นที่ทดสอบเนวาดานั้นน้อยมาก กัมมันตภาพรังสีที่ตกลงบนพื้นดินก็สลายไปอย่างรวดเร็ว ทีมค้นหาได้สำรวจพื้นที่และเก็บเศษซาก ชิ้นส่วนที่ใหญ่ที่สุดคือชิ้นส่วนของภาชนะรับแรงดันซึ่งมีน้ำหนัก 67 กิโลกรัม (148 ปอนด์) ซึ่งพบห่างออกไป 230 เมตร (750 ฟุต) และอีกชิ้นหนึ่งซึ่งมีน้ำหนัก 44 กิโลกรัม (98 ปอนด์) พบห่างออกไป 520 เมตร (1,700 ฟุต) [ 98 ]

สิ่งอำนวยความสะดวก E-MAD

การระเบิดนั้นค่อนข้างเล็ก คาดว่าเทียบเท่ากับดินปืน ประมาณ 90 ถึง 140 กิโลกรัม (200 ถึง 300 ปอนด์) มันรุนแรงน้อยกว่าการระเบิดของทีเอ็นที มาก และนั่นเป็นเหตุผลที่พบชิ้นส่วนขนาดใหญ่ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเครื่องปฏิกรณ์ไม่สามารถทำลายในอวกาศได้ด้วยการระเบิดให้เป็นชิ้นเล็กๆ ดังนั้นจึงต้องหาวิธีอื่นในการกำจัดมันเมื่อสิ้นสุดภารกิจในอวกาศ LASL ตัดสินใจใช้ประโยชน์จากความสามารถในการเริ่มต้นใหม่ของเครื่องยนต์เพื่อกำจัดจรวดนิวเคลียร์โดยการยิงมันขึ้นสู่วงโคจรสูง ซึ่งมันจะคงอยู่ตลอดไป หรือผ่านการสลายตัวของวงโคจรกลับสู่โลกในอีกหลายศตวรรษต่อมา ซึ่งในเวลานั้นกัมมันตภาพรังสีส่วนใหญ่จะสลายตัวไปแล้ว สหภาพโซเวียตประท้วงการทดสอบ โดยอ้างว่าเป็นการทดสอบนิวเคลียร์ที่ละเมิดสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์บางส่วนแต่สหรัฐฯ ตอบว่าเป็นการทดสอบที่ต่ำกว่าจุดวิกฤตซึ่งไม่มีการระเบิด อย่างไรก็ตามกระทรวงการต่างประเทศไม่พอใจอย่างมากกับการกำหนด Kiwi-TNT ของ LASL เนื่องจากหมายความถึงการระเบิด และทำให้ยากต่อการกล่าวหาโซเวียตว่าละเมิดสนธิสัญญา[ 98 ]

มีอุบัติเหตุร้ายแรง 3 ครั้งเกิดขึ้นระหว่างโครงการโรเวอร์ คนงานคนหนึ่งเสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ อีกคนหนึ่งเสียชีวิตจากแผลไฟไหม้หลังจากราดน้ำมันเบนซินลงบนเทปคอมพิวเตอร์ที่เป็นความลับและจุดไฟเผาเพื่อกำจัดทิ้ง คนที่สามเข้าไปในถังไนโตรเจนและขาดอากาศหายใจเสียชีวิต[ 99 ]

การยกเลิก

ยานโรเวอร์เป็นโครงการที่ก่อให้เกิดข้อถกเถียงมาโดยตลอด และการปกป้องโครงการนี้จากนักวิจารณ์ต้องผ่านการต่อสู้ทางด้านระบบราชการและการเมืองหลายครั้ง ในปี 1961 สำนักงานงบประมาณ (BOB) และคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของประธานาธิบดี (PSAC) ได้ยื่นคัดค้านโครงการโรเวอร์โดยอ้างถึงค่าใช้จ่าย แต่ความพยายามนี้ถูกขัดขวางโดย JCAE ซึ่งโครงการโรเวอร์ได้รับการสนับสนุนอย่างแข็งขันจากแอนเดอร์สันและฮาวาร์ด แคนนอนในวุฒิสภาและโอเวอร์ตัน บรูคส์และเจมส์ จี. ฟุลตันในสภาผู้แทนราษฎร [ 100 ] PSACและ BOB พยายามอีกครั้งในปี 1964 คำขอใช้งบประมาณของ NASA ถูกตัด แต่โครงการโรเวอร์ก็ยังคงอยู่[ 101 ]

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มสูงขึ้นของสงครามเวียดนามทำให้งบประมาณถูกกดดันมากขึ้น สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรที่ได้รับเลือกตั้งใหม่มอง Rover และ NERVA ด้วยสายตาที่วิพากษ์วิจารณ์ โดยมองว่าเป็นประตูสู่โครงการสำรวจอวกาศห้วงลึกหลังยุคอพอลโลที่มีราคาแพงและไม่มีกำหนดสิ้นสุด แต่ Rover ยังคงได้รับการสนับสนุนอย่างมีอิทธิพลจาก Anderson, Cannon และMargaret Chase Smithจากรัฐเมนในวุฒิสภา และ Fulton และGeorge P. Miller (ซึ่งเข้ามาแทนที่ Brooks ในฐานะประธานคณะกรรมการวิทยาศาสตร์ อวกาศ และเทคโนโลยีของสภาผู้แทนราษฎรแห่งสหรัฐอเมริกาหลังจาก Brooks เสียชีวิตในเดือนกันยายน 1961) ในสภาผู้แทนราษฎร[ 102 ]

รัฐสภาตัดงบประมาณ NERVA II ในงบประมาณปี 1967 แต่จอห์นสันต้องการการสนับสนุนจากแอนเดอร์สันสำหรับ กฎหมาย Medicare ของเขา และในวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 1967 เขาตกลงที่จะจัดสรรเงินสำหรับ NERVA II จากกองทุนสำรองฉุกเฉินของเขาเอง[ 103 ]ไคลน์ ซึ่งสืบทอดตำแหน่งต่อจากฟิงเกอร์ในฐานะหัวหน้า SNPO ในปี 1967 ต้องเผชิญกับการซักถามเกี่ยวกับ NERVA II เป็นเวลาสองชั่วโมงต่อหน้าคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และการบินอวกาศของสภาผู้แทนราษฎรซึ่งได้ตัดงบประมาณของ NASA การตัดงบประมาณ NERVA II ช่วยประหยัดเงินได้ 400 ล้านดอลลาร์ ส่วนใหญ่เป็นค่าใช้จ่ายในการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่ที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ AEC และ NASA ยินยอม เนื่องจากได้แสดงให้เห็นแล้วว่า NERVA I สามารถปฏิบัติภารกิจที่คาดหวังจาก NERVA II ได้[ 104 ]

วุฒิสมาชิกสหรัฐฯคลินตัน พี. แอนเดอร์สันกับจรวดนิวซีแลนด์

NERVA มีภารกิจที่เป็นไปได้มากมาย นาซ่าเคยพิจารณาใช้จรวดSaturn Vและ NERVA ใน " การเดินทางครั้งยิ่งใหญ่ " รอบระบบสุริยะ การเรียงตัวของดาวเคราะห์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ซึ่งเกิดขึ้นทุก 174 ปี เกิดขึ้นระหว่างปี 1976 ถึง 1980 ทำให้ยานอวกาศสามารถเดินทางไปเยือนดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนได้ ด้วย NERVA ยานอวกาศนั้นจะมีน้ำหนักได้ถึง 24,000 กิโลกรัม (52,000 ปอนด์) โดยสมมติว่า NERVA มีแรงขับจำเพาะเพียง 825 วินาที (8.09 กม./วินาที) ซึ่งความเป็นไปได้มากกว่าคือ 900 วินาที (8.8 กม./วินาที) และด้วยแรงขับจำเพาะนั้น มันสามารถส่งสถานีอวกาศขนาดเท่าSkylab ที่มีน้ำหนัก 77,000 กิโลกรัม (170,000 ปอนด์) ขึ้นสู่วงโคจรของดวงจันทร์ได้ การเดินทางไปยังดวงจันทร์ซ้ำๆ สามารถทำได้โดยใช้ NERVA เป็นแหล่งพลังงานให้กับกระสวยอวกาศนิวเคลียร์ นอกจากนี้ยังมีภารกิจไปยังดาวอังคาร ซึ่งไคลน์หลีกเลี่ยงการกล่าวถึงอย่างสุภาพ[ 105 ]โดยรู้ว่าแม้หลังจาก การลงจอดบนดวงจันทร์ ของอะพอลโล 11แนวคิดนี้ก็ไม่เป็นที่นิยมในรัฐสภาและประชาชนทั่วไป[ 106 ]

แรงกดดันด้านการลดค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นหลังจากนิกสันเข้ามาแทนที่จอห์นสันในตำแหน่งประธานาธิบดีในปี 1969 งบประมาณของโครงการ NASA ถูกลดลงในงบประมาณปี 1969 ทำให้สายการผลิต Saturn V ต้องปิดตัวลง[ 107 ]แต่ NERVA ยังคงอยู่ ไคลน์สนับสนุนแผนการที่กระสวยอวกาศจะยกเครื่องยนต์ NERVA ขึ้นสู่วงโคจร จากนั้นจึงกลับมารับเชื้อเพลิงและสัมภาระ ซึ่งสามารถทำซ้ำได้ เนื่องจากเครื่องยนต์ NERVA สามารถเริ่มต้นใหม่ได้[ 105 ] [ 108 ] NERVA ยังคงได้รับการสนับสนุนอย่างแน่วแน่จากแอนเดอร์สัน แคนนอน และสมิธ แต่แอนเดอร์สันเริ่มแก่และเหนื่อยล้า จึงมอบหมายหน้าที่หลายอย่างให้แคนนอน NERVA ได้รับเงิน 88 ล้านดอลลาร์ในปีงบประมาณ (FY) 1970 และ 85 ล้านดอลลาร์ในปีงบประมาณ 1971 โดยเงินทุนมาจาก NASA และ AEC ร่วมกัน[ 109 ]

เมื่อนิกสันพยายามยกเลิก NERVA ในปี 1971 เสียงโหวตของแอนเดอร์สันและสมิธทำให้โครงการโปรดของนิกสันอย่างเครื่องบินขนส่งความเร็วเหนือเสียงโบอิ้ง 2707 ต้องยุติลง นับเป็นความพ่ายแพ้ที่น่าตกใจสำหรับประธานาธิบดี[ 110 ]ในงบประมาณสำหรับปีงบประมาณ 1972 งบประมาณสำหรับกระสวยอวกาศถูกตัด แต่ NERVA ยังคงอยู่รอด[ 111 ]แม้ว่าคำขอใช้งบประมาณจะมีเพียง 17.4 ล้านดอลลาร์ แต่รัฐสภาจัดสรรให้ 69 ล้านดอลลาร์ นิกสันใช้ไปเพียง 29 ล้านดอลลาร์เท่านั้น[ 109 ] [ a ]

ในปี พ.ศ. 2515 รัฐสภาได้ให้การสนับสนุน NERVA อีกครั้ง กลุ่มพันธมิตรสองพรรคการเมืองที่นำโดยสมิธและแคนนอนได้จัดสรรงบประมาณ 100 ล้านดอลลาร์สำหรับโครงการนี้ โดยคาดการณ์ว่าเครื่องยนต์ NERVA ที่จะติดตั้งในช่องเก็บสัมภาระของกระสวยอวกาศจะมีราคาประมาณ 250 ล้านดอลลาร์ตลอดระยะเวลาหนึ่งทศวรรษ พวกเขายังเพิ่มเงื่อนไขว่าห้ามนำงบประมาณของ NERVA ไปใช้จ่ายสำหรับกิจกรรมอื่นๆ ของ NASA อีกต่อไป อย่างไรก็ตาม ฝ่ายบริหารของนิกสันตัดสินใจยกเลิกโครงการ NERVA ในวันที่ 5 มกราคม พ.ศ. 2516 NASA ได้ประกาศว่าโครงการ NERVA (และ Rover) ได้ถูกยุติลง[ 112 ]

เจ้าหน้าที่ของ LASL และสำนักงานระบบนิวเคลียร์อวกาศ (SNSO) ซึ่ง SNPO ได้รับการเปลี่ยนชื่อในปี 1970 [ 113 ]ต่างตกตะลึง โครงการสร้าง NERVA ขนาดเล็กที่สามารถบรรทุกบนกระสวยอวกาศได้ดำเนินไปได้ด้วยดี การเลิกจ้างเริ่มขึ้นทันที และ SNSO ก็ถูกยุบในเดือนมิถุนายน[ 112 ]หลังจาก 17 ปีของการวิจัยและพัฒนา โครงการ Rover และ NERVA ได้ใช้เงินไปประมาณ 1.4 พันล้านดอลลาร์ แต่ไม่มีจรวดพลังงานนิวเคลียร์ลำใดเคยบินได้เลย[ 114 ]

มรดก

ระบบขับเคลื่อนจรวดนิวเคลียร์

ในปี 1983 โครงการ ริเริ่มการป้องกันเชิงกลยุทธ์ ("สตาร์ วอร์ส") ได้ระบุภารกิจที่อาจได้รับประโยชน์จากจรวดที่มีกำลังมากกว่าจรวดเคมี และบางภารกิจที่สามารถดำเนินการได้ด้วยจรวดดังกล่าวเท่านั้น[ 115 ]โครงการขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ SP-100 ถูกสร้างขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 1983 โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาระบบจรวดนิวเคลียร์ขนาด 100 กิโลวัตต์ แนวคิดนี้ได้รวมเอาเครื่องปฏิกรณ์แบบเตียงกรวดซึ่งเป็นแนวคิดที่พัฒนาโดยเจมส์ อาร์. พาวเวลล์ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติบรูคเฮเวนซึ่งสัญญาว่าจะให้ความร้อนที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกว่า NERVA [ 116 ]ตั้งแต่ปี 1987 ถึง 1991 โครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนในฐานะโครงการลับที่มีชื่อรหัสว่าโครงการทิมเบอร์วินด์[ 117 ]

จรวดที่เสนอได้รับการขยายให้เป็นแบบที่ใหญ่ขึ้นในภายหลัง หลังจากที่โครงการถูกโอนไปยังโครงการขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์ในอวกาศ (SNTP) ที่ห้องปฏิบัติการฟิลลิปส์ ของกองทัพอากาศ ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2534 นาซาได้ทำการศึกษาเป็นส่วนหนึ่งของโครงการริเริ่มสำรวจอวกาศ (SEI) แต่รู้สึกว่า SNTP ไม่ได้ให้การปรับปรุงที่เพียงพอเมื่อเทียบกับจรวดนิวเคลียร์ที่พัฒนาโดยโครงการโรเวอร์ และไม่จำเป็นสำหรับภารกิจ SEI ใดๆ โครงการ SNTP จึงถูกยุติลงในเดือนมกราคม พ.ศ. 2537 [ 116 ]หลังจากใช้เงินไปประมาณ 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 118 ]

เครื่องยนต์สำหรับการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์จากวงโคจรของโลกไปยังวงโคจรของดาวอังคารและกลับมายังโลก ได้รับการศึกษาในปี 2013 ที่ MSFC โดยเน้นที่เครื่องยนต์จรวดความร้อนนิวเคลียร์[ 119 ]เนื่องจากมีประสิทธิภาพอย่างน้อยสองเท่าของเครื่องยนต์เคมีที่ทันสมัยที่สุด จึงช่วยให้เวลาในการถ่ายโอนเร็วขึ้นและเพิ่มความจุในการบรรทุกสินค้า ระยะเวลาการบินที่สั้นลง ซึ่งคาดการณ์ไว้ที่ 3-4 เดือนด้วยเครื่องยนต์นิวเคลียร์[ 120 ]เมื่อเทียบกับ 8-9 เดือนเมื่อใช้เครื่องยนต์เคมี[ 121 ]จะช่วยลดการสัมผัสของลูกเรือกับรังสีคอสมิกที่ อาจเป็นอันตรายและยากต่อ การป้องกัน[ 122 ]เครื่องยนต์นิวเคลียร์เช่น Pewee ของโครงการ Rover ได้รับเลือกในMars Design Reference Architecture (DRA) [ 123 ]และเมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม 2019 รัฐสภาได้อนุมัติเงินทุน 125 ล้านดอลลาร์สำหรับการพัฒนาจรวดนิวเคลียร์[ 124 ] [ 125 ]ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2566 NASA และDefense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ประกาศว่าจะร่วมมือกันในการพัฒนาเครื่องยนต์จรวดความร้อนนิวเคลียร์ที่จะทดสอบในอวกาศเพื่อพัฒนาขีดความสามารถในการขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์สำหรับใช้ในภารกิจที่มีลูกเรือของ NASA ไปยังดาวอังคาร[ 126 ]

การฟื้นฟูพื้นที่

การรื้อถอน R-MAD ในเดือนธันวาคม 2552

เมื่อ SNPO ปิดตัวลง สำนักงานปฏิบัติการเนวาดาของกระทรวงพลังงานจึงรับผิดชอบ Jackass Flats [ 127 ]มีการสำรวจทางรังสีวิทยาในปี 1973 และ 1974 [ 128 ]ตามด้วยการทำความสะอาดการปนเปื้อนกัมมันตรังสีอย่างรุนแรงที่ RMSF, R-MAD, ETS-1 และห้องทดสอบ A และ C ส่วน E-MAD ยังคงใช้งานอยู่และไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามนี้ ระหว่างปี 1978 ถึง 1984 มีการใช้เงิน 1.624 ล้านดอลลาร์ในการดำเนินกิจกรรมทำความสะอาด[ 129 ]สิ่งของที่ปนเปื้อนสูงที่ถูกนำออกไป ได้แก่ หัวฉีด Phoebus และแผ่นป้องกันเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 24.9 ตัน (27.5 ตันสั้น ) สองแผ่น และแผ่นป้องกันเครื่องปฏิกรณ์ขนาด 14 ตัน (15 ตันสั้น) สองแผ่นจาก R-MAD สิ่งเหล่านี้ถูกนำไปยังสถานที่จัดการกากกัมมันตรังสีที่ Area 3 และ Area 5 ดินปนเปื้อนประมาณ 5,563 ลูกบาศก์เมตร (7,276 ลูกบาศก์หลา) และโลหะและคอนกรีตปนเปื้อน 4,250 ลูกบาศก์เมตร (5,560 ลูกบาศก์หลา) ก็ถูกนำออกไปกำจัดเช่นกัน โลหะและอุปกรณ์ที่สะอาดอีก 631 ลูกบาศก์เมตร (825 ลูกบาศก์หลา) ถูกนำออกไปเป็นของเหลือใช้[ 130 ]

ห้องทดสอบ A ถูกรื้อถอนระหว่างเดือนธันวาคม 2547 ถึงกรกฎาคม 2548 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดวัสดุที่เป็นพิษและอันตราย รวมถึงแร่ใยหินและฟอยล์ที่หุ้มท่อร้อยสายไฟฟ้า ซึ่งมีปริมาณแคดเมียมสูงกว่าขีดจำกัดของสถานที่ฝังกลบ พบว่าสีมีสารโพลีคลอริเนเตดไบฟีนิล (PCB) แต่ไม่เกินขีดจำกัดของสถานที่ฝังกลบ พบอิฐตะกั่วประมาณ 27 ตัน (30 ตันสั้น) ในหลายจุดและได้ทำการกำจัดออกไปแล้ว นอกจากนี้ยังพบร่องรอยของยูเรเนียมและพลูโทเนียม ความท้าทายหลักคือการรื้อถอนกำแพงคอนกรีตป้องกันรังสี ซึ่งมีร่องรอยของยูโรเปียม -151, ยูโรเปียม-153 และโคบอลต์ -59 ซึ่งการดูดซับนิวตรอนจะเปลี่ยนเป็นยูโรเปียม-152, ยูโรเปียม-154 และโคบอลต์-60 ที่เป็นกัมมันตรังสี จึงต้องระมัดระวังเป็นอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฝุ่นกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายในระหว่างการรื้อถอนกำแพง ซึ่งดำเนินการโดยใช้ระเบิด[ 49 ] [ 131 ]การรื้อถอนสิ่งอำนวยความสะดวก R-MAD เริ่มขึ้นในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 และเสร็จสิ้นในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2553 [ 132 ]

สรุปผลการทดสอบเครื่องปฏิกรณ์

เครื่องปฏิกรณ์วันที่ทดสอบเริ่มต้นกำลังไฟฟ้าเต็มเฉลี่ย(เมกะวัตต์)ระยะเวลาการทำงานเต็มกำลัง(s)อุณหภูมิ เชื้อเพลิง (ในห้อง เผาไหม้) (เคลวิน)อุณหภูมิเชื้อเพลิง(ขาออก) (เคลวิน)ความดันภายในห้อง(กิโลปาสคาล)อัตราการไหล(กก./วินาที)แรง ขับ จำเพาะของสุญญากาศ(วินาที)
กีวี เอกรกฎาคม พ.ศ. 2492170300ค.ศ. 17783.2724
กีวี เอ ไพรม์กรกฎาคม พ.ศ. 2503188307220611253.0807
กีวี A3ตุลาคม พ.ศ. 25031112.5259217214153.8800
กีวี บี1เอธันวาคม พ.ศ. 2504122536พ.ศ. 25159749.1763
กีวี บี1บีกันยายน พ.ศ. 250518802278241334.5820
กีวี บี4เอพฤศจิกายน พ.ศ. 250514501556181419.0677
กีวี บี4ดีพฤษภาคม พ.ศ. 250719156420062378360631.1837
กีวี บี4อีสิงหาคม พ.ศ. 25072937480พ.ศ. 25152356342731.0834
โฟบัส 1เอมิถุนายน พ.ศ. 25081109063022782444377231.4849
โฟบัส 1บีกุมภาพันธ์ พ.ศ. 251021290180020942306507538.1825
โฟบัส 2เอมิถุนายน พ.ศ. 251144082744225622833827119.0821
พีวีพฤศจิกายน พ.ศ. 25113503240018032539434418.8865
เอ็นเอฟ-1มิถุนายน พ.ศ. 2515544652824441.7849

แหล่งที่มา: [ 1 ]

เชิงอรรถ

หมายเหตุ

  1. ^ a b Finseth 1991 , หน้า C-2.
  2. ^ Dewar 2007 , หน้า 7.
  3. ^ Everett, CJ; Ulam, SM (สิงหาคม 1955). เกี่ยวกับวิธีการขับเคลื่อนกระสุนด้วยการระเบิดนิวเคลียร์ภายนอก ตอนที่ 1 (PDF) (รายงาน). ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลามอส. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2012.
  4. ^ a b Dewar 2007 , หน้า 8.
  5. ^ Dewar 2007 , หน้า 4.
  6. ^ "Leslie Shepherd" . Telegraph . 16 มีนาคม 2012 . สืบค้นเมื่อ6 กรกฎาคม 2019 .
  7. เดวาร์ 2007 , หน้า 10, 217.
  8. ^ Bussard 1953 , หน้า 90.
  9. ^ a b Bussard 1953 , หน้า 5.
  10. อรรถ เป็นบัสซาร์ด 1953หน้า 1–2
  11. ^ Bussard 1953 , หน้า ii.
  12. เดวาร์ 2007 , หน้า 10–11.
  13. ^ Dewar 2007 , หน้า 11–13.
  14. เดวาร์ 2007 , หน้า 17–19.
  15. คอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , หน้า 13–14.
  16. เดวาร์ 2007 , หน้า 29–30.
  17. ^ a b Spence 1968 , หน้า 953–954.
  18. ^ Dewar 2007 , หน้า 45.
  19. ^ Sloop 1978 , หน้า 68.
  20. ^ Dewar 2007 , หน้า 221.
  21. a b c d e f g h Dewar 2007 , หน้า 17–21.
  22. ^โบรอฟสกี้ 1987 , หน้า 7.
  23. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 3.
  24. ^ Dewar 2007 , หน้า 171–174.
  25. อรรถเป็นคอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , พี. 14.
  26. ^ a b c Dewar 2007 , หน้า 61.
  27. คอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , หน้า 37–38.
  28. ^ Dewar 2007 , หน้า 21–22.
  29. คอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , หน้า 14–15.
  30. ^ a b Fishbine et al. 2011 , หน้า 20.
  31. ^ Dewar 2007 , หน้า 23.
  32. ^ Logsdon 1976 , หน้า 13–15.
  33. ^บรูคส์, กริมวูด และ สเวนสัน 1979หน้า 1
  34. ^ "วุฒิสมาชิกเสนอให้มอบภารกิจ ด้านอวกาศให้ AEC"เดอะนิวยอร์กไทมส์ 24 มกราคม 1958 หน้า 13 สืบค้นเมื่อ15 สิงหาคม 2019
  35. ^ Swenson, Grimwood & Alexander 1966 , หน้า 101–106.
  36. ^ Rosholt 1969 , หน้า 43.
  37. ^ Rosholt 1969 , หน้า 41.
  38. ^ Rosholt 1969 , หน้า 37–38.
  39. ^ Sloop 1978 , หน้า 75.
  40. ^ Sloop 1978 , หน้า 89–91.
  41. ^ Bowles 2006 , หน้า 58–61.
  42. ^ a b Rosholt 1969 , หน้า 67.
  43. ^ Ertel & Morse 1969 , หน้า 13.
  44. ^ Rosholt 1969 , หน้า 124.
  45. ^ a b Engler 1987 , หน้า 16.
  46. อรรถ เป็นโรโชลต์ 1969หน้า 254–255
  47. ^ "ข้อความที่ตัดตอนมาจาก 'สารพิเศษถึงรัฐสภาเกี่ยวกับความต้องการเร่งด่วนของชาติ'"" . NASA. 24 พฤษภาคม 2547. สืบค้นเมื่อ10 กรกฎาคม 2562 .
  48. ^ a b Sandoval 1997 , หน้า 6–7.
  49. ^ a b Nelson, Jerel G.; Kruzic, Mike (กันยายน 2550). การปลดระวางโรงงานทดสอบจรวดนิวเคลียร์ รวมถึงการทำลายกำแพงป้องกันนิวตรอนด้วยการระเบิดแบบควบคุม (รายงาน). กระทรวงพลังงาน. สืบค้นเมื่อ10 สิงหาคม 2562 .
  50. คอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , p. 41.
  51. ^ Dewar 2007 , หน้า 54–55.
  52. ^ "สนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์" . หอสมุด JFK . สืบค้นเมื่อ12 กรกฎาคม 2019 .
  53. เดวาร์ 2007 , หน้า 52–54.
  54. ^มิลเลอร์ 1984 , หน้า 6.
  55. ^ Koenig 1986 , หน้า 5.
  56. อรรถ เป็นข ฟิ เซธ 1991หน้า 12–14
  57. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 17–21.
  58. ^ Portee 2001 , หน้า 34.
  59. อรรถ เป็นข ฟิ เซธ 1991หน้า 21–24
  60. ^ Koenig 1986 , หน้า 7–8.
  61. ^เฮปเพนไฮเมอร์ 1999 , หน้า 106.
  62. ^ Dewar 2007 , หน้า 47.
  63. ^ฟินเซธ 1991หน้า 99
  64. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 24–32.
  65. ^ Dewar 2007 , หน้า 63, 185.
  66. ^ a b Paxton 1978 , หน้า 26.
  67. ^ a b c d Dewar 2007 , หน้า 64.
  68. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 32–40.
  69. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 40–47.
  70. ^ Dewar 2007 , หน้า 67.
  71. ^ "ลอส อลามอส รำลึกถึงการเยือนของ JFK" . LA Monitor . 22 พฤศจิกายน 2013. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 15 กรกฎาคม 2019 . เรียกดูเมื่อ15 กรกฎาคม 2019 .
  72. เดวาร์ 2007 , หน้า 66–67.
  73. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 47.
  74. ^ Dewar 2007 , หน้า 67–68.
  75. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 47–51.
  76. ^ Koenig 1986 , หน้า 5, 9–10.
  77. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 53–57.
  78. ^ออร์นดอฟฟ์และอีแวนส์ 1976หน้า 1.
  79. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 59.
  80. a b c d e Dewar 2007 , หน้า 82–85.
  81. คอร์ลิส แอนด์ ชเวงค์ 1971 , p. 28.
  82. โชวิต, เพลบุช และคิลสตรา 2508 , หน้า I-1, II-1, II-3.
  83. ^ Dewar 2007 , หน้า 87.
  84. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 63–67.
  85. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 67–70.
  86. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 72–78.
  87. ^ Dewar 2007 , หน้า 108.
  88. ^ Dewar 2007 , หน้า 108–109.
  89. a b c d e f g Dewar 2007 , หน้า 110–112.
  90. อรรถ เป็นข ฟิ เซธ 1991หน้า 78–83
  91. ^ a b c Koenig 1986 , หน้า 11–12.
  92. ^สภาว่าด้วยคุณภาพสิ่งแวดล้อม 2007 , หน้า 2.
  93. ^ Newell & Hollingsworth 1971 , หน้า 1–6.
  94. อรรถ เป็นข ฟิ เซธ 1991หน้า 83–88
  95. ^ Koenig 1986 , หน้า 15–16.
  96. เอบีซีเดวาร์ 2007 , หน้า 179–180.
  97. ^ฟินเซธ 1991 , หน้า 5.
  98. เดวาร์ 2007 , หน้า 180–184.
  99. ^ Dewar 2007 , หน้า 185.
  100. ^ Dewar 2007 , หน้า 39–44.
  101. ^ Dewar 2007 , หน้า 92–93.
  102. เดวาร์ 2007 , หน้า 53, 99–100.
  103. ^ Dewar 2007 , หน้า 91–97.
  104. ^ Dewar 2007 , หน้า 99–101.
  105. เดวาร์ 2007 , หน้า 115–120.
  106. เฮพเพนไฮเมอร์ 1999 , หน้า 178–179.
  107. ^ Koenig 1986 , หน้า 7.
  108. ^เฮปเพนไฮเมอร์ 1999 , หน้า 139.
  109. เอบีซีเฮพเพนไฮเมอร์ 1999 , หน้า 423–424.
  110. ^ Dewar 2007 , หน้า 123–126.
  111. เฮพเพนไฮเมอร์ 1999 , หน้า 270–271.
  112. ^ a b Dewar 2007 , หน้า 130.
  113. ^รัฐสภาสหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2514หน้า 66
  114. ^ Dewar 2007 , หน้า 207.
  115. ^ Haslett 1995 , หน้า 3-1.
  116. แฮสเล็ตต์ 1995 , หน้า 1–1, 2-1–2-5.
  117. ^ Lieberman 1992 , หน้า 3–4.
  118. ^ Haslett 1995 , หน้า 3-7.
  119. ^สมิธ, ริค (10 มกราคม 2013). "นักวิจัยนาซาศึกษาเทคโนโลยีจรวดนิวเคลียร์ขั้นสูง" . space-travel.com . สืบค้นเมื่อ15 กรกฎาคม 2019 .
  120. ฟิชไบน์ และคณะ 2554หน้า 17.
  121. ^ "การเดินทางไปดาวอังคารจะใช้เวลานานเท่าไหร่?" . NASA. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 20 มกราคม 2016. สืบค้นเมื่อ15 กรกฎาคม 2019 .
  122. ^เบิร์คและคณะ 2013 , หน้า 2.
  123. โบรอฟสกี้, แมคเคอร์ดี และแพ็กการ์ด 2013 , หน้า 1. 1.
  124. ^ Cain, Fraser (1 กรกฎาคม 2019). "จากโลกสู่ดาวอังคารใน 100 วัน: พลังของจรวดนิวเคลียร์" . phys.org . สืบค้นเมื่อ10 กรกฎาคม 2019 .
  125. ^ Foust, Jeff (22 พฤษภาคม 2019). "แรงผลักดันสำหรับการขับเคลื่อนด้วยความร้อนนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น" . SpaceNews . สืบค้นเมื่อ10 กรกฎาคม 2019 .
  126. ^เฟรเซอร์, ซาราห์; ทอมป์สัน, ทาบาธา (25 มกราคม 2023). "นาซาและดาร์ปาจะทดสอบเครื่องยนต์นิวเคลียร์สำหรับภารกิจดาวอังคารในอนาคต" (ข่าวประชาสัมพันธ์). นาซา. 23-012. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 1 เมษายน 2023. สืบค้นเมื่อ27 มีนาคม 2023 .
  127. ^มิลเลอร์ 1984 , หน้า 5.
  128. ^มิลเลอร์ 1984 , หน้า 26–28.
  129. ^มิลเลอร์ 1984 , หน้า 34–44.
  130. ^มิลเลอร์ 1984 , หน้า 48–49.
  131. ^ Kruzic, Michael R. (มิถุนายน 2551). โครงการรื้อถอนโรงงานจรวดนิวเคลียร์: การทำลายกำแพงป้องกันนิวตรอนด้วยการระเบิดแบบควบคุม (รายงาน). กระทรวงพลังงาน. สืบค้นเมื่อ10 สิงหาคม 2562 .
  132. ^ "การรื้อถอนอย่างเร่งด่วนของโรงงานบำรุงรักษา ประกอบ และถอดชิ้นส่วนเครื่องปฏิกรณ์ และโรงงานถอดชิ้นส่วนพลูโต" ( PDF)กระทรวงพลังงานสืบค้นเมื่อ10 สิงหาคม 2562

อ่านเพิ่มเติม

  • เอล-เกงค์, โมฮาเหม็ด เอส., บรรณาธิการ (1994). บทนำสู่อนาคต: ประวัติโดยย่อของระบบขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกา: บทวิจารณ์เชิงวิเคราะห์เกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์และการขับเคลื่อนในอวกาศ, 1984-1993 . นิวยอร์ก: สถาบันฟิสิกส์แห่งอเมริกา. ISBN 1-56396-317-5. OCLC  31345137 .

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Project_Rover&oldid=1337050624 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ โปรเจ็กต์โรเวอร์

โครงการโรเวอร์ (Project Rover) เป็นโครงการของสหรัฐอเมริกาเพื่อพัฒนา จรวดพลังงานนิวเคลียร์ความร้อน ซึ่งดำเนินการตั้งแต่ปี 1955 ถึง 1973 ที่ ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ลอสอะลาโมส...

แนวคิดเริ่มต้น

ในช่วง สงครามโลกครั้งที่สอง นักวิทยาศาสตร์บางคนใน ห้องปฏิบัติการลอสอะลามอส ของ โครงการแมนฮัตตัน รวมถึง Stan Ulam , Frederick Reines และ Frederic de Hoffmann ได้คาดการณ์เกี่ยวกับการพัฒนาจรวดพลังงานนิวเคลียร์ [ 2 ] และในปี 1947 Ulam และ Cornelius Joseph "CJ"...

รายงานของบัสซาร์ด

ในปี พ.ศ. 2496 โรเบิร์ต ดับเบิลยู. บัสซาร์ด นักฟิสิกส์ที่ทำงานในโครงการ พลังงานนิวเคลียร์เพื่อการขับเคลื่อนอากาศยาน (NEPA) ที่ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ ได้เขียนการศึกษาอย่างละเอียด เขาได้อ่านงานของเคลเวอร์และเชพาร์ด [ 7 ] งานของเซียน [ 8 ]...

การอนุมัติ

การศึกษาของ Robert Bussard ยังดึงดูดความสนใจของ John von Neumann และเขาได้จัดตั้ง คณะ กรรมการเฉพาะกิจ เกี่ยวกับการขับเคลื่อนขีปนาวุธด้วยพลังงานนิวเคลียร์ Mark Mills ผู้ช่วยผู้อำนวยการที่ Livermore เป็นประธาน และสมาชิกคนอื่นๆ ได้แก่ Norris Bradbury จาก LASL;...