Роберт В. Буссард (11 августа 1928 г. – 6 октября 2007 г.) был американским физиком, который в основном работал в области исследований энергии ядерного синтеза . Он был удостоен премии Шрайбера-Спенса за достижения в STAIF-2004. [1] Он также был членом Международной академии астронавтики и имел докторскую степень Принстонского университета . [2]
В июне 1955 года Бассард переехал в Лос-Аламос и присоединился к проекту Rover отдела ядерного движения , занимаясь разработкой ядерных тепловых ракетных двигателей. [3] Бассард и Р. Д. ДеЛауэр написали две важные монографии по ядерному движению: «Ядерное ракетное движение» [4] и «Основы ядерного полета» [5] .
В 1960 году Бассард [6] задумал прямоточный воздушно-реактивный двигатель Бассарда , межзвездный космический двигатель, работающий на водородном синтезе с использованием водорода, собранного с помощью магнитного поля из межзвездного газа. Из-за присутствия высокоэнергетических частиц по всему космосу, большая часть межзвездного водорода существует в ионизированном состоянии (области H II), которым можно управлять с помощью магнитных или электрических полей . Бассард предложил «собирать» ионизированный водород и направлять его в термоядерный реактор, используя выхлопные газы реактора в качестве ракетного двигателя. [7]
Похоже, что прирост энергии в реакторе должен быть чрезвычайно высоким, чтобы прямоточный воздушно-реактивный двигатель вообще работал; любой водород, захваченный черпаком, должен быть ускорен до той же скорости, что и корабль, чтобы обеспечить тягу, и энергия, необходимая для этого, увеличивается со скоростью корабля. Сам водород не очень хорошо синтезируется (в отличие от дейтерия, который редко встречается в межзвездной среде), и поэтому не может быть использован напрямую для производства энергии, факт, который объясняет миллиарды лет жизни звезд. Эта проблема была решена, в принципе, по мнению Бассарда, с помощью звездного цикла CNO , в котором углерод используется в качестве катализатора для сжигания водорода посредством сильной ядерной реакции. [8]
Прямоточные воздушно-реактивные двигатели Бассарда являются распространенным сюжетным ходом в научной фантастике.
Ларри Нивен использует их в своем Известном Космосе для обеспечения межзвездных полетов. Следуя стандартной кривой обучения высокотехнологичным более быстрым/дешевым/лучшим, он начал с роботизированных зондов на ранних этапах межзвездной колонизации и в конечном итоге спроектировал их как доступные для богатых людей, переселяющих свои семьи с перенаселенной Земли (в «Этике безумия»). Нивен также использовал ПВРД Бассарда в качестве движителя/стабилизирующего двигателя Кольца ( четыре романа), которые также были установлены в Известном Космосе.
Во вселенной Star Trek вариация, называемая Bussard Hydrogen Collector или Bussard Ramscoop, появляется как часть системы движения материи / антиматерии , которая позволяет кораблям Звездного Флота двигаться быстрее скорости света . Ramscoops крепятся к передней части варп-гондол , и когда внутренние запасы дейтерия корабля истощаются, они собирают межзвездный водород и преобразуют его в дейтерий и антидейтерий для использования в качестве основного топлива в варп-двигателе звездолета .
В начале 1970-х годов Бассард стал помощником директора под руководством директора Роберта Хирша в Отделе управляемых термоядерных реакций, который тогда назывался Комиссией по атомной энергии . Они основали основную программу термоядерного синтеза для Соединенных Штатов: Токамак . В июне 1995 года Бассард заявил в письме всем лабораториям термоядерного синтеза, а также ключевым членам Конгресса США, что он и другие основатели программы поддерживают Токамак не из убеждения, что это лучший технический подход, а скорее как средство для получения политической поддержки, тем самым позволяя им заниматься «всеми многообещающими новыми вещами, которые основные лаборатории не будут пробовать». [9]
В статье журнала Analog за 1998 год исследователь в области термоядерного синтеза Том Лигон описал легко изготавливаемую демонстрационную систему термоядерного синтеза, а также некоторые идеи Бассарда относительно термоядерных реакторов и невероятно мощных двигательных установок космических аппаратов , с помощью которых космические аппараты могли бы быстро перемещаться по всей Солнечной системе. [10]
Буссард работал над новым перспективным типом инерционного электростатического удержания (IEC) фузора, называемого Polywell , который имеет магнитно-экранированную сетку (MaGrid). Он основал Energy/Matter Conversion Corporation, Inc. (EMC2) в 1985 году, чтобы подтвердить свою теорию, [11] и протестировал несколько (15) экспериментальных устройств с 1994 по 2006 год. Финансирование контракта ВМС США, поддерживавшее работу, истекло, когда эксперименты были еще небольшими. Однако, как сообщается, финальные испытания последнего устройства, WB-6, решили последнюю оставшуюся физическую проблему как раз тогда, когда финансирование истекло, и лаборатории EMC2 пришлось закрыть.
В конечном итоге было найдено дополнительное финансирование, работа продолжилась, прототип WB-7 был построен и испытан, и исследования продолжаются. [12]
В 2006 и 2007 годах Буссард искал крупномасштабное финансирование, необходимое для проектирования и строительства полномасштабной термоядерной электростанции Polywell. [13] Он утверждал, что его конструкция фьюзора достаточно осуществима, чтобы сделать ненужным строительство все более и более крупных тестовых моделей, которые все еще слишком малы для достижения безубыточности . Кроме того, масштабирование мощности с размером идет как седьмая степень радиуса машины, в то время как усиление масштабируется как пятая степень, поэтому мало стимулов для строительства систем половинного масштаба; можно было бы также построить настоящую вещь.
29 марта 2006 года Буссард заявил на интернет-форуме fusor.net, что компания EMC² разработала процесс инерционного электростатического термоядерного синтеза, который в 100 000 раз эффективнее предыдущих разработок, но что бюджетная статья ВМС США, поддерживающая эту работу, в 2006 финансовом году не финансировалась вообще. [14]
Буссард предоставил более подробную информацию о своем прорыве и обстоятельствах, связанных с прекращением его финансирования ВМС, в письме на интернет-форуме Образовательного фонда Джеймса Рэнди 23 июня. [15]
С 2 по 6 октября 2006 года Буссард представил неформальный обзор предыдущего десятилетия своей работы на 57-м Международном астронавтическом конгрессе. [16] Это была первая публикация этой работы за 11 лет, поскольку ВМС США наложили эмбарго на публикацию исследований в 1994 году.
Буссард представил дальнейшие подробности своего исследования IEC-слияния на конференции Google Tech Talk 9 ноября 2006 года, видеозапись которой широко распространилась. [13]
Буссард представил больше своих мыслей о потенциальном мировом влиянии термоядерной энергетики на Yahoo! Tech Talk 10 апреля 2007 года. [17] (Видео доступно только для внутреннего использования сотрудниками Yahoo.) Он также выступил на интернет-ток-радиошоу The Space Show , Broadcast 709, 7 мая 2007 года. [18]
Он основал некоммерческую организацию для сбора пожертвований, вычитаемых из налогов, для возобновления работы в 2007 году, EMC2 Fusion Development Corporation. [19]
«Таким образом, у нас есть возможность отказаться от нефти (и других видов ископаемого топлива), но на строительство полномасштабного завода и его демонстрацию уйдет 4–6 лет и около 100–200 млн долларов». [14]
«Кто-то это построит; и когда это будет построено, это будет работать; и когда это будет работать, люди начнут это использовать, и это начнет вытеснять все другие формы энергии». [18]
Буссард умер от множественной миеломы 6 октября 2007 года в возрасте 79 лет. [20]