核動力井蓋，最靠譜的反外星文明武器？

對付外星人的武器應該長什麼樣？很多人對此都沒有什麼概念。

在科學的合理幻想下，一場外星人入侵地球的太空大戰可能隨時爆發。

而科技水平差異過大，被攻打的地球人很可能像螻蟻一般，潰不成軍。

但弱不是坐以待斃的理由。

事實上，近百年來也誕生過不少抗擊外星人的幻想，即便一些武器是如此「腦洞大開」。

遊戲中的太空大戰場景

有科學家就設想出了一件號稱最靠譜的太空武器。

而其原型，竟是一快速度快到突破天際的「核動力井蓋」。

事情起因，源於美國核試驗中的一次行動。

Plumbbob行動為期4個多月，演習引爆了29次核彈。

如此密集的試驗既是為了加快人類太空備戰進程，也是與蘇聯爭奪軍事霸主的地位。

而具體落實的核爆試驗也給後來的發展提供了可行性分析和改進方案。

其中，提出核動力井蓋的雷井計劃就是這次行動孕育的「產物」之一。

氫彈是目前殺傷力最強勁的武器。

只需要一瞬間就可以把紐約大都會區夷為平地。

從上世紀50年代開始，美國、蘇聯帶頭開展一系列的核試驗，研製出氫彈。

照科幻愛好者看來，這是應對「星球入侵」最有效的太空武器了。

氫彈爆炸場景

然而氫彈雖然在地面上威力巨大，在太空中的發揮卻十分遜色。

它依靠引爆時對地面的撞擊，從而產生強烈震波。

震波以比聲音更快的速度迅速擴散開，因此造成大面積的摧毀效果。

但這都依託大氣層的媒介發揮作用。

而如果沒有了大氣層，也就無法提供散布震波和熱波的媒介。

不幸的是，太空恰好符合這種沒有大氣層的假設。

1951年，愛德華·泰勒最早開發了第一個可行的百萬噸級氫彈設計。

他因此被譽為美國氫彈之父。

但蘇聯也不甘落後，沒多久他們就搶先試驗氫彈成功，成為第一個把氫彈實用化的國家。

於是到50年代中後期，美國開展了一系列名為Plumbbob行動的核試驗，企圖在技術上趕超蘇聯。

蘇聯第一顆氫彈

這次核試驗行動給美國後來的核研究帶來許多啟發與實踐經驗。

一門心思撲在氫彈上的泰勒也深受其益。

泰勒雖然研發能力強，與同事關係卻不太好。

他常常職責同事缺乏想像力，導致研發進度過慢，而理論分析也不夠。

因此他和研究員關係一度變得很糟。

愛德華·泰勒

但泰勒的自傲並不是沒有道理。

如果他沒有迫切要求提前測試，很可能就被蘇聯人的研發進程超越。

而富有想像力的他還從核試驗中產生了一個人類在太空戰爭中取勝的策略。

氫彈雖然不能轟入太空，但它可以借能量於其他載體，猛烈噴射發動太空攻擊。

他把這個構想命名為「雷井」計劃。

雷井裝置非常簡單。

首先挖掘一口往地下延伸幾百米的深井。

井底放置一顆氫彈，再注入數萬升的水，留存一定體積的空氣。

最後在井口蓋上一個幾百噸重的金屬「井蓋」。

雷井裝置示意圖

位於井底的氫彈爆炸產生的能量相當於引爆幾百噸的炸藥。

液體水吸收爆炸產生的伽馬射線，同時巨大熱量會瞬間汽化井裡的水。

水立即變成水蒸氣後，體積顯著膨脹，再經過狹長的管道不斷累積動能。

大量的水蒸氣最終抵達井口，推動金屬蓋並轉移動能。

這時金屬蓋理論上可以獲得地球逃逸速度*6倍的速率，逃出地球，進入太空。

*註：即物體擺脫地球引力束縛，飛離地球所需要的最小速率，數值上為11.2千米/秒。

在Plumbbob行動中，羅伯特·布朗利博士執行了那次啟發雷井靈感的任務。

他分別開展了兩次代號為帕斯卡爾A和帕斯卡爾B的地下核爆試驗。

試驗的目的只是純粹想檢驗氫彈在地下引爆的威力，測量得到相關數據。

但這兩次實驗都沒有達到預期效果，卻意外地成為泰勒所設想雷井武器的靈感來源。

羅伯特·布朗利（中）

1957年7月，布朗利首次開展帕斯卡爾A試驗。

他帶領團隊挖了一個約150米深、直徑4米的鑽井，作為核爆場所。

一個大概1.5米厚，由混凝土覆蓋的金屬探測器被放在氫彈上端，用來測量反應數值。

氫彈被引爆後，暴露在地面周圍的輻射確實減少到原來的十分之一。

但更多的試驗數據卻顯示，結果並不樂觀。

原本預計的核爆產量只有1～2磅。

但事實上，即使深埋地下也產生了相當強勁的爆炸，實際產量大約是預期的5萬倍。

爆炸產生的藍色火焰向空中噴射了幾百米的高度，而金屬探測器也早已不知所蹤。

這是世界上第一個地下核試驗，也因為經驗匱乏而以不太理想告終。

但有了第一次的借鑒經驗，第二次的升級版試驗也很快開展了。

一個月後，布朗利改良了裝置，繼續進行帕斯卡爾B測試。

這次他們嘗試降低爆炸室的氣壓，觀測對爆炸和輻射傳播有何影響。

所以他們用一塊約10厘米厚、半噸重的鋼板來密封開口。

同時他們安置了一台高速攝像機，捕捉鋼板被衝擊後躍升的速度。

這樣一來，地下的氫彈爆炸經過狹窄的井道傳遞，巨大的推力將使鋼板獲得速度。

實驗前經過計算，鋼板理論上可以加速至地球逃逸速度的6倍。

這意味著當地下的氫彈引爆時，鋼板會被直接驅動至極速飛出。

果然，爆炸產生的震動在31毫秒後就到達了管道的頂部。

鋼板只出現在這台每毫秒記錄一幀的攝像機的第一幀里，隨後就在畫面中消失了。

過年期間經常有小孩往井蓋里塞鞭炮被炸傷的新聞。

由此聯想威力巨大的雷井，大概也會心生恐懼。

根據現場的實際數據，布朗利計算出鋼板飛出的速度為56千米/秒。

這個數值大約是逃逸速度的5倍，非常接近理論數值。

但是這次試驗的最初目的是測試地下核爆的能量與輻射控制，這個目的顯然沒有順利達成。

然而，一次不太成功的試驗也導致了有人歡喜有人憂的兩種極端局面。

歡喜的不僅是競爭對手蘇聯，還有氫彈之父泰勒。

他並不是幸災樂禍，相反，他從中看到了核動力太空發射的潛力。

氫彈地下爆炸產生的威力還是難以控制，但也給井口金屬蓋帶來了驚人的速度。

如果金屬蓋能達到逃逸速度的6倍，那它完全可以噴射進入太空。

而作為太空武器，從地面發射進太空發動攻擊的聯想也由此而來。

厚重的金屬蓋擊中敵方停留在太空中的飛船，穿孔的飛船迅速泄氣。

機艙內的生命暴露在真空環境中，也將受到死亡的威脅。

當時人類還沒有把人造物發射進入太空。

如果美國搶先一步，即使是平凡的金屬井蓋，也將成為人類的一大壯舉。

但是在核試驗中，並沒有證據證明那塊接受氫彈轟炸的鋼板是否進入了太空。

當年10月份，也就是帕斯卡爾B試驗的三個月後，蘇聯率先發射了一顆人造衛星。

這顆「斯普特尼克1號」成為世界上第一顆人造衛星，也讓美國痛心錯失了機遇。

斯普特尼克1號人造衛星

但即便錯過了搶佔第一顆人造衛星，太空武器技術的爭奪還是有意義的。

於是泰勒充滿希冀地設想出「雷井」這一裝置。

具有最強威力的氫彈與高速的金屬板巧妙結合，也許會產生振奮人心的效果。

效果類似噴涌的可樂把沒扭緊瓶蓋撞擊而出。

只是這時的金屬蓋任務艱巨得多，它是被賭上了人類生存的希望。

但是對於雷井裝置的質疑也依稀存在。

當初布朗利的核試驗發射的那枚鋼板成為引發爭議的關鍵。

試驗中沒能成功追蹤鋼板，有人認為它從未如預期般進入太空。

所以雷井的構想提出後，從來沒有投入正式的試驗。

人類探索太空的道路還很漫長，未知的恐懼推動著科技的進步。

但同時，人類對於太空也充滿了幻想與好奇。

由此誕生了許多大開腦洞的科幻作品。

誰能料到，天馬行空的想法也許終有一天碰巧就能實現呢？

*參考資料

Curiosity. Alien Invasion: Are We Ready?Discovery, 2011.08.11.

Operation Plumbbob. Wikipedia.

雷井. 台灣word.

Robert R. Brownlee. Learning to ContainUnderground Nuclear Explosions[J]. NW Archive, 2002.06.

Iain Thomson. Did speeding American manholecover beat Sputnik into space? Top boffin speaks to EI Reg[J]. 2015.07.16.

作者系網易新聞·網易號「各有態度」簽約作者

內容為【SME】公眾號原創，未經授權禁止

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！