Введение
Американский физик Роберт В. Буссард (11 августа 1928 – 6 октября 2007) – американский физик, посвятивший свои работы преимущественно исследованиям в области энергии ядерного синтеза. Он был удостоен премии Шрайбера-Спенса за достижения в области STAIF в 2004 году. Также являлся членом-корреспондентом Международной академии астронавтики и получил степень доктора философии в Принстонском университете.
Robert W. Bussard (August 11, 1928 – October 6, 2007) was an American physicist who worked primarily in nuclear fusion energy research. He was the recipient of the Schreiber Spence Achievement Award for STAIF 2004. He was also a fellow of the International Academy of Astronautics and held a Ph. D. from Princeton University.
Киви (Rover-A)
В июне 1955 года Буссар переехал в Лос-Аламос и присоединился к проекту "Ровер" в Отделе ядерной двигательной установки, где занимался проектированием ядерных тепловых ракетных двигателей. Буссар и Р. Д. Де Лауэр написали две важные монографии по ядерной тяге: "Ядерная ракетная двигательная установка" и "Основы ядерного полёта".
Двигатель-буссард
В 1960 году Буссар предложил концепцию рамореактивного двигателя Буссара – межзвездного двигателя, использующего энергию термоядерного синтеза водорода, собираемого магнитным полем из межзвездного газа. Благодаря наличию высокоэнергетических частиц в космосе, значительная часть межзвездного водорода находится в ионизированном состоянии (области H II), которым можно управлять с помощью магнитных или электрических полей. Буссар предложил "захватывать" ионизированный водород и направлять его в термоядерный реактор, используя реактивную струю из реактора в качестве ракетного двигателя. Кажется, для работы рамореактивного двигателя необходим чрезвычайно высокий энергетический выигрыш в реакторе; любой водород, захваченный "ковшом", должен быть разогнан до скорости корабля для создания тяги, а энергия, необходимая для этого, возрастает с увеличением скорости корабля. Сам по себе водород плохо поддается термоядерному синтезу (в отличие от дейтерия, который редко встречается в межзвездной среде), и поэтому не может быть использован непосредственно для выработки энергии, что объясняет миллиарды лет продолжительности жизни звезд. Буссар, в принципе, решил эту проблему, предложив использовать звездный CNO-цикл, в котором углерод выступает в качестве катализатора для сжигания водорода посредством сильного ядерного взаимодействия.
В научной фантастике
Буссардные реактивные двигатели – распространенный сюжетный прием в научной фантастике. Ларри Нивен использует их в своей вселенной «Известное пространство» для осуществления межзвездных перелетов. Следуя стандартной тенденции к повышению эффективности, снижению стоимости и улучшению характеристик, он начал с использования роботизированных зондов на ранних этапах межзвездной колонизации и впоследствии представил их как доступные для состоятельных людей, переселяющих свои семьи с перенаселенной Земли (в «Этике безумия»). Нивен также использовал буссардные реактивные двигатели в качестве двигателя движения и стабилизации «Кольца» (в четырех романах), действие которых также разворачивается в «Известном пространстве». Во вселенной «Звёздного пути» вариация, известная как «Буссардский водородный коллектор» или «Буссардский рам-черпак», является частью системы двигательной установки на основе материи/антиматерии, позволяющей кораблям Звёздного флота путешествовать быстрее скорости света. Эти черпаки крепятся к передней части варп-гондл, и когда внутренние запасы дейтерия на корабле истощаются, они собирают межзвездный водород и преобразуют его в дейтерий и антидейтерий для использования в качестве основного топлива варп-двигателя звездолета.
Комиссия по атомной энергии
В начале 1970-х годов Буссар стал помощником директора при директоре Роберте Хирше в отделе управляемого термоядерного синтеза, который в то время являлся частью Комиссии по атомной энергии. Они заложили основу основной программы термоядерного синтеза для Соединенных Штатов – Токамака. В июне 1995 года Буссар заявил в письме, разосланном всем лабораториям, занимающимся термоядерным синтезом, а также ключевым членам Конгресса США, что он и другие основатели программы поддерживали Токамак не из-за уверенности в том, что это наилучший технический подход, а скорее как инструмент для мобилизации политической поддержки, что позволяло им заниматься "всеми перспективными новыми разработками, которые не решались внедрять в основных лабораториях". В статье, опубликованной в журнале Analog в 1998 году, коллега Буссара, исследователь в области термоядерного синтеза Том Лигон, описал простую в изготовлении демонстрационную систему фузора, а также некоторые идеи Буссара относительно термоядерных реакторов и невероятно мощных систем космической тяги, позволяющих космическим аппаратам быстро перемещаться по всей Солнечной системе.
Полиузел
Буссар работал над перспективным новым типом инерциального электростатического удержания (IEC) – фузором Polywell, оснащенным магнитно экранированной сеткой (MaGrid). В 1985 году он основал Energy/Matter Conversion Corporation, Inc. (EMC2) для проверки своей теории и с 1994 по 2006 год испытал несколько (15) экспериментальных устройств. Финансирование по контракту с ВМС США, поддерживавшее эти работы, закончилось, когда эксперименты еще находились на ранней стадии. Однако, как сообщается, финальные испытания последнего устройства, WB 6, решили последнюю оставшуюся физическую проблему непосредственно перед окончанием финансирования и закрытием лабораторий EMC2. Впоследствии было найдено дополнительное финансирование, работы были продолжены, был построен и испытан прототип WB 7, и исследования продолжаются.
Обращение за финансированием
В течение 2006 и 2007 годов Буссар добивался крупномасштабного финансирования, необходимого для проектирования и строительства полномасштабной термоядерной электростанции Polywell. Он утверждал, что его конструкция фузора достаточно жизнеспособна, чтобы отпала необходимость в строительстве всё более крупных тестовых моделей, которые всё ещё слишком малы для достижения самоподдерживающейся реакции. Кроме того, масштабирование мощности с размером происходит как седьмая степень радиуса установки, а прирост энергии – как пятая степень, поэтому стимулов для создания полумасштабных систем немного; проще построить полноценную установку. 29 марта 2006 года Буссар заявил на интернет-форуме fusor.net, что EMC² разработала процесс инерционного электростатического удержания, который в 100 000 раз эффективнее предыдущих разработок, однако статья бюджета ВМС США, поддерживавшая эту работу, в 2006 финансовом году была сведена к нулю. Буссар предоставил больше деталей о своем прорыве и обстоятельствах прекращения финансирования со стороны ВМС в письме на интернет-форуме Фонда образования Джеймса Рэнди 23 июня. Со 2 по 6 октября 2006 года Буссар представил неофициальный обзор своей работы за последнее десятилетие на 57-м Международном астронавтическом конгрессе. Это была первая публикация этих исследований за 11 лет, поскольку ВМС США в 1994 году ввели эмбарго на публикации результатов исследований. 9 ноября 2006 года Буссар представил дополнительные детали своих исследований в области IEC-синтеза на Google Tech Talk, видеозапись которого широко распространилась. (Видео доступно только для внутренних нужд сотрудников Yahoo.) Он также выступил в интернет-радиошоу The Space Show, выпуск 709, 7 мая 2007 года. В 2007 году он основал некоммерческую организацию EMC2 Fusion Development Corporation для сбора пожертвований, облагаемых налоговыми льготами, с целью возобновления работы.
Цитаты
Таким образом, у нас есть возможность отказаться от нефти (и других ископаемых видов топлива), но для строительства полномасштабного завода и демонстрации его работоспособности потребуется 4–6 лет и примерно 100–200 миллионов долларов.