Hacker News Digest

Инженерная история «Манхэттенского проекта»

Проект «Манхэттен» — это не только физика, но и гигантская индустриальная операция: за 3 года построено 30 заводов, изобретено 100+ технологий, произведено несколько килограммов новых материалов — плутония и урана-235. Работали 130 000 человек, бюджет ≈ $2 млрд (≈ $30 млрд сегодня).

Почему всё так сложно

• Для взрыва нужны редкие изотопы: <1 % урана-235 и плутоний, которого вообще не существовал в природе.
• Не знали, какой способ разделения работает: газовая диффузия, электромагнитный, термодиффузия, реакторы.
• Не знали, какой дизайн бомбы годен: пушечный («Малыш») или имплозионный («Толстяк»).
• Война требовала скорости: запускали заводы, пока ещё не решили, нужны ли они.

Ключевые узлы

1. Уран-235
   – К-25 (Ок-Ридж): диффузия UF₆, 1 млн м², 3 000 стадий.
   – Y-12: электромагнитные «калибраторы», 14 700 тонн серебра вместо меди.
   – Результат: 50 кг 90 %-ного U-235 к августу 1945 г.

2. Плутоний
   – Реакторы B (Ганфорд, Ваш.): 250 MW, 3 шт., охлаждение рекой Колумбия.
   – Химия: дистанционное деление, первые «горячие» камеры, радиоактивные трубы режут под водой.
   – Результат: 6 кг Pu-239.

3. Бомбы
   – Лос-Аламос: 3 000 инженеров, 1 000 тонн высоковзрывчатки, 32 линзированных линзы, 5 км детонирующего шнура.
   – Тринити (16 июля 1945): 20 кт, песок стекловался на 400 м.

Цифры
– Электроэнергия: 1/3 всей мощности США 1945 г.
– Сталь: 500 000 т.
– Бетон: 1 млн м³.
– Аварий: 2 взрыва реактора, 1 облако UF₆, 26 смертей от острой лучевой болезни.

Итог
Три года, три завода, две бомбы — и новая эра.

• Первый ядерный реактор Chicago Pile-1 собрали прямо под трибунами стадиона в Чикаго; рабочие потом ещё часами «потели» графитом.
• Проект «Манхэттен» занял 268 зданий, 20 000 строителей и площадь >20 футбольных полей; спешили, потому что боялись, что Германия первой сделает бомбу.
• Чтобы понять масштаб и науку, советуют книги Ричарда Родса «The Making of the Atomic Bomb» и «Critical Assembly» — детально и технически.
• Деды и прадеды участников вспоминают: работа была обычной, без голливуда, но все понимали, что дело важное.
• Аналогично грандиозные и секретные проекты случались позже — U-2/SR-71, Apollo, советская водородная бомба, китайские авианосцы: цена, сроки и секретность повторяются.

• Учёные Суинберна и CSIRO впервые получили железо из марсианского реголита при давлении и составе атмосферы Красной планеты.
• Процесс: 1000 °С → металлическое Fe, 1400 °С → жидкий сплав Fe-Si; шлак отделяется как на Земле.
• Использовали имитатор грунта кратера Гейла; в качестве восстановителя — CO₂ из атмосферы.
• Цель: добывать металл на месте (ISRU), чтобы не возить тонны с Земли (1 т груза ≈ 243 млн USD).
• Следующий шаг — «нулевые отходы»: шлак пойдёт на стройматериалы, сплавы — на корпуса домов и технику.

• Учёные добились выплавки железа из марсианского реголита без углерода; остаётся вопрос, где взять 1400 °C на Марсе.
• Основные кандидаты — солнечные панели + батареи или компактный ядерный реактор (MSR), но масштаб и логистика пока неясны.
• Amazon уже продаёт «марсианский» реголит-имитатор, так что эксперименты можно начинать в гараже.
• Добыча на астероидах теоретически богаче (платина), но Δv и возврат убивают экономику; марсианское железо — проще и дешевле.
• ISRU (местное сырьё) — ключ к выживанию на Луне/Марсе; станции в вакууме такой роскоши не имеют.
• Споры о радиации и безопасности ЯТТ топлива сведены к «опаснее не реактор, а сама космическая радиация».