プロジェクト・ローバーは、1955年から1973年までロスアラモス科学研究所(LASL)で実施された、核熱ロケット開発のためのアメリカ合衆国のプロジェクトでした。当初は、大陸間弾道ミサイル(ICBM)用の原子力推進上段を開発するアメリカ空軍のプロジェクトとして始まりました。スプートニク危機が宇宙開発競争の引き金となった後、1958年にNASAに移管されました。原子力委員会(AEC)とNASAの共同機関である宇宙原子力推進局(SNPO)が管理しました。プロジェクト・ローバーはNASAのロケット用原子力エンジン( NERVA )プロジェクトの一部となり、それ以降は原子力ロケット炉の設計に関する研究を担当するようになりました。一方、NERVAは原子力ロケットエンジンの全体的な開発と展開、および宇宙ミッションの計画を担当しました。
プロジェクト・ローバー用の原子炉は、パハリト・キャニオン・サイトとしても知られるLASL技術エリア18(TA-18)で建設されました。そこで非常に低い出力で試験が行われ、その後、AECのネバダ核実験場のエリア25 (ジャッカス・フラッツとして知られる)に輸送されました。燃料要素やその他の材料科学の試験は、TA-46のLASL N部門によって、さまざまなオーブン、後にカスタムテスト原子炉である核炉を使用して行われました。プロジェクト・ローバーは、キウイ(1955年から1964年)、フィーバス(1964年から1969年)、およびピューイー(1969年から1972年)の3種類の原子炉の開発につながりました。キウイとフィーバスは大型原子炉でしたが、ピューイーは1968年以降に利用可能な予算が小さくなったため、はるかに小型でした。
原子炉は高濃縮ウランを燃料とし、液体水素はロケット推進剤と原子炉冷却剤の両方に使用された。中性子減速材および中性子反射材には、核グラファイトとベリリウムが使用された。エンジンは、片側にグラファイトまたはベリリウム、もう片側にホウ素(核毒)を充填したドラムによって制御され、ドラムを回転させることでエネルギーレベルが調整された。水素は減速材としても機能するため、推進剤の流量を増やすと、ドラムを調整することなく原子炉出力も増加した。プロジェクト・ローバーの試験では、核ロケットエンジンは何度も容易に停止および再起動でき、より大きな推力が必要な場合はクラスター化できることが実証された。その比推力(効率)は、化学ロケットの約2倍であった。
原子力ロケットは、米国議会合同原子力委員会の有力な委員長であるニューメキシコ州(LASLが所在する州)選出のクリントン・P・アンダーソン上院議員、そしてその盟友であるネバダ州選出のハワード・キャノン上院議員とメイン州選出のマーガレット・チェイス・スミス上院議員から強力な政治的支援を受けていた。これにより、ベトナム戦争の激化とアポロ11号の月面着陸による宇宙開発競争の終結に伴い、ますます深刻化するコスト削減策の中で、幾度となく計画中止の試みを乗り越えることができた。ローバー計画とNERVA計画は、彼らの反対により1973年1月に中止され、原子炉はどれも実際に飛行することはなかった。
第二次世界大戦中、マンハッタン計画のロスアラモス研究所の科学者、スタン・ウラム、フレデリック・ライネス、フレデリック・デ・ホフマンらは、原子力ロケットの開発について推測し[ 2 ] 、1947年にウラムとコーネリアス・ジョセフ「CJ」エベレットは、原子爆弾をロケット推進の手段として利用することを検討した論文を執筆した。これがオリオン計画の基礎となった[ 3 ]。1945年12月、セオドア・フォン・カルマンと謝雪はアメリカ陸軍航空隊に報告書を執筆した。彼らはまだ実用的ではないという点で意見が一致したが、謝は原子力ロケットがいつか衛星を軌道に乗せるのに十分な威力を持つようになるかもしれないと推測した[ 4 ] 。
1947年、ノースアメリカン航空の航空物理研究所は、原子炉を航空機やロケットの動力源として使用する際に生じる多くの問題点を概説した大規模な論文を発表した。この研究は、航続距離16,000キロメートル(10,000マイル)、ペイロード3,600キログラム(8,000ポンド)の航空機を特に対象とし、ターボポンプ、構造、燃料タンク、空力特性、原子炉設計について検討した。研究チームは、水素が推進剤として最適であり、黒鉛が中性子減速材として最適であると結論付けたが、動作温度を3,150 ℃(5,700 °F)と想定しており、これは入手可能な材料の能力を超えていた。結論として、原子力ロケットはまだ実用的ではないとされた。[ 4 ]
戦争終結時に原子力が公に明らかにされたことで、多くの憶測が生まれ、イギリスでは、デ・ハビランド社のロケット部門の主任技師であるヴァル・クリーバーと、ケンブリッジ大学の原子核物理学者であるレスリー・シェパードが、それぞれ独立して原子ロケット推進の問題を検討した。彼らは共同研究者となり、1948年と1949年に英国惑星間協会誌に掲載された一連の論文で、固体コア黒鉛熱交換器を備えた原子ロケットの設計を概説した。彼らは、深宇宙探査には原子ロケットが不可欠だが、技術的にはまだ実現不可能であると渋々結論付けた。[ 5 ] [ 6 ]
1953年、オークリッジ国立研究所で航空機推進用原子力エネルギー(NEPA)プロジェクトに取り組んでいた物理学者ロバート・W・バサードは、詳細な研究論文を執筆した。彼はクリーバーとシェパードの研究[ 7 ]、ツィエンの研究[ 8 ] 、そしてコンソリデーテッド・バルティー社の技術者による1952年2月の報告書[ 9 ]を読んでいた。彼は既存の化学ロケットのデータと分析、および既存のコンポーネントの仕様を使用した。彼の計算は、原子炉の最先端技術に基づいていた[ 10 ] 。最も重要なのは、この論文がいくつかの射程とペイロードサイズを調査したことである。コンソリデーテッド社の悲観的な結論は、可能性のごく限られた範囲しか考慮しなかったことが一因であった[ 9 ] 。
その結果、「ロケット推進のための原子力エネルギー」では、ロケットにおける原子力推進の使用は燃焼エネルギーの考慮によって制限されないため、純粋な水素などの低分子量推進剤を使用できると述べられています。従来のエンジンでは毎秒 2,500 メートル (8,300フィート/秒)の排気速度を生成できますが、水素燃料の原子力エンジンでは同じ条件下で毎秒 6,900 メートル (22,700フィート/秒)の排気速度を達成できます。彼は、黒鉛が高温に耐えることができるため、黒鉛減速炉を提案し、燃料要素は水素推進剤による腐食に耐えるために保護被覆が必要になると結論付けました。[ 10 ]
バサードの研究は当初ほとんど影響を与えなかった。主な理由は、印刷部数がわずか29部で、機密データに分類されていたため、必要なセキュリティクリアランスを持つ者しか読むことができなかったからである。[ 11 ] 1953年12月、オークリッジのJournal of Reactor Science and Technologyに掲載された。機密扱いではあったものの、これにより広く知られるようになった。[ 7 ]ロスアラモス科学研究所(LASL)の副所長ダロル・フロマンと、カリフォルニア大学リバモア校放射線研究所所長ハーバート・ヨークは関心を持ち、核ロケット推進を調査する委員会を設立した。フロマンはバサードをロスアラモスに招き、月に1週間支援させた。[ 12 ]
ロバート・バサードの研究はジョン・フォン・ノイマンの注目も集め、彼はミサイルの核推進に関する特別委員会を設立した。リバモア研究所の副所長マーク・ミルズが委員長を務め、他のメンバーはLASLのノリス・ブラッドベリー、リバモアのエドワード・テラーとハーバート・ヨーク、米国航空諮問委員会(NACA)ルイス飛行推進研究所の副所長エイブ・シルバースタイン、ラモ・ウールドリッジのアレン・F・ドノバンであった。[ 12 ]
さまざまな設計案について意見を聞いた後、ミルズ委員会は、大陸間弾道ミサイル(ICBM)用の核上段を製造することを目的として、開発を進めることを勧告した。ヨークはリバモアに新しい部門を、ブラッドベリーはレイマー・シュライバーの指揮の下、ロスアラモスにN部門と呼ばれる新しい部門を創設し、それを推進した。[ 13 ] 1956年3月、軍特殊兵器計画(AFSWP)は、実現可能性調査と試験施設の建設を行うために、2つの研究所に3年間で1億ドル( 2025年換算で11億8400 万ドル)を核ロケットエンジン計画に割り当てることを勧告した。[ 14 ]
原子力委員会(AEC)のエガー・V・マーフリーとハーバート・ローパーはより慎重だった。アトラスミサイル計画は順調に進んでおり、成功すればソ連の大部分の標的を攻撃するのに十分な射程距離を持つことになる。同時に、核弾頭はより小型、軽量、そして強力になってきていた。より重いペイロードをより長い距離に運ぶことを約束する新技術の必要性は弱いように思われた。しかし、核ロケットは、ニューメキシコ州(LASLが所在する場所)選出の上院議員クリントン・P・アンダーソンという強力な政治的後ろ盾を得ていた。彼は米国議会合同原子力委員会(JCAE)の副委員長であり、フォン・ノイマン、ブラッドベリー、ウラムと親しかった。彼は資金を確保することに成功した。[ 14 ]
核ロケットに関するすべての作業はロスアラモスに集約され、プロジェクト・ローバーというコードネームが付けられました。リバモアには核ラムジェットの開発責任が割り当てられ、プロジェクト・プルートというコードネームが付けられました。[ 15 ]プロジェクト・ローバーは、 AECに派遣されていた現役の米空軍士官、ハロルド・R・シュミット中佐によって指揮されました。彼は、プルートと核補助動力システム(SNAP)プロジェクトの責任者でもあった、同じく派遣されていた米空軍士官、ジャック・L・アームストロング大佐に報告する立場にありました。[ 16 ]
原理的には、核熱ロケットエンジンの設計は非常に単純です。ターボポンプが水素を原子炉に送り込み、原子炉で非常に高温に加熱された水素がロケットノズルから噴射されて推力を発生させます。[ 17 ]すぐに複雑な要因が明らかになりました。1つ目は、原子炉の温度と出力を制御する方法を見つける必要があることです。2つ目は、推進剤を保持する方法を考案する必要があることです。水素を貯蔵する唯一の実用的な方法は液体の形で貯蔵することであり、そのためには20 K (-253.2 °C)未満の温度が必要です。3つ目は、水素が約2,500 K (2,230 °C)の温度に加熱されるため、そのような温度に耐え、水素による腐食に耐えられる材料が必要になることです。[ 17 ]

液体水素は理論的には最良の推進剤であったが、1950年代初頭には高価で、少量しか入手できなかった。[ 18 ] 1952年、原子力委員会(AEC)と国立標準局(NBS)は、熱核兵器計画用の液体水素を生産するため、コロラド州ボルダー近郊に工場を開設した。 [ 19 ]液体水素に決定する前、LASLはメタン(CH4)などの他の推進剤も検討した。4)とアンモニア(NH)3 ) 1955年から1957年にかけて行われた試験で使用されたアンモニアは、安価で入手しやすく、239K (-34°C)、ポンプで送ったり扱ったりするのが容易でした。しかし、液体水素よりもはるかに重く、エンジンの推力。また、腐食性もさらに高く、望ましくない中性子特性を持っていることも判明しました。 [ 20 ]
燃料としては、プルトニウム239、ウラン235、ウラン233が検討された。プルトニウムは化合物を作りやすいものの、ウランほど高温にならないため却下された。ウラン233は、ウラン235に比べてわずかに軽く、核分裂反応あたりの中性子数が多く、核分裂の確率も高いため、真剣に検討された。そのため、燃料の重量をいくらか削減できる可能性があったが、放射性のため取り扱いが難しく、いずれにしても容易に入手できなかった。[ 21 ] [ 22 ]そのため、高濃縮ウランが選ばれた。[ 23 ]
原子炉の構造材料としては、黒鉛か金属のどちらかに絞られた。[ 21 ]金属の中ではタングステンが最有力候補だったが、高価で製造が難しく、中性子特性も好ましくなかった。中性子特性の問題を克服するために、中性子を吸収しないタングステン184を使用することが提案された。 [ 24 ]黒鉛は安価で、 3,300 K (3,030 °C)までの温度で強度が増し、3,900 K (3,630 °C)では融解ではなく昇華するため、選ばれた。[ 25 ]
原子炉を制御するために、炉心は片面に黒鉛またはベリリウム(中性子減速材)が、もう片面にホウ素(中性子毒)がコーティングされた制御ドラムで囲まれていました。原子炉の出力はドラムを回転させることで制御できました。 [ 26 ]推力を増やすには、推進剤の流量を増やすだけで十分です。水素は、純粋な形であれアンモニアのような化合物であれ、効率的な核減速材であり、流量を増やすと炉心内の反応速度も増加します。この反応速度の増加は、水素による冷却効果を相殺します。水素は加熱されると膨張するため、炉心内で熱を除去する量が少なくなり、温度は一定になります。これらの相反する効果により反応性が安定し、核ロケットエンジンは自然に非常に安定しており、制御ドラムを変更せずに水素流量を変化させることで推力を容易に制御できます。[ 27 ]
LASLは、それぞれにコードネームを持つ一連の設計コンセプトを作成した。アンクル・トム、アンクル・タング、ブラッドハウンド、シッシュである。[ 28 ] 1955年までに、オールド・ブラック・ジョーと呼ばれる1,500メガワット(MW)の設計に落ち着いた。1956年には、これがICBMの上段となることを目的とした2,700MWの設計の基礎となった。[ 21 ]

1957年までに、アトラスミサイル計画は順調に進み、より小型軽量の弾頭が利用可能になったことで、核弾頭の上段の必要性はほぼなくなった。[ 29 ] [ 30 ] 1957年10月2日、AECはプロジェクト・ローバーの予算削減を提案したが、その提案はすぐに事態の進展により覆された。[ 31 ]
2日後、ソ連は世界初の人工衛星スプートニク1号を打ち上げた。これは世界中で恐怖と想像力を掻き立て、ソ連が核兵器を大陸間距離を越えて運搬する能力を持っていることを示し、アメリカの軍事的、経済的、技術的優位性の概念を揺るがした。[ 32 ]これがスプートニク危機を引き起こし、冷戦における新たな競争分野である宇宙開発競争を招いた。[ 33 ]アンダーソンはアメリカの宇宙計画の責任を原子力委員会(AEC)に委ねようとしたが、 [ 34 ]ドワイト・D・アイゼンハワー米大統領はこれに応え、NACAを吸収したアメリカ航空宇宙局(NASA)を創設した。[ 35 ]
国防副長官のドナルド・A・クォールズは、ホワイトハウスで就任宣誓を行った翌日の1958年8月20日、NASAの新長官T・キース・グレナンと副長官のヒュー・ドライデンと会談した[ 36 ] [ 37 ] 。議題の第一はローバー計画だった。クォールズは、この計画に軍事目的がなくなったため、ローバー計画をNASAに移管することに熱心だった[ 16 ]。グレナンがNASAの宇宙飛行計画を組織するためにワシントンDCに招いたシルバースタイン[ 38 ]は、以前から核ロケット技術に興味を持っていた。彼はロケット研究に興味を示した最初のNACA高官であり、[ 39 ]ロケット推進剤としての水素の使用に関する調査を開始し、[ 40 ]航空機核推進(ANP)プロジェクトに関与し、NASAのプラムブルック原子炉を建設し、ハロルド・フィンガーの下でルイスに核ロケット推進グループを設立した。[ 41 ]
プロジェクト・ローバーの非核コンポーネントの責任は、1958年10月1日に米国空軍(USAF)からNASAに正式に移管された[ 42 ]。この日はNASAが正式に運用を開始し、米国の民間宇宙計画の責任を引き継いだ日である[ 43 ] 。プロジェクト・ローバーはNASAとAECの共同プロジェクトとなった[ 42 ] 。シルバーシュタインは、核ロケット開発を監督するためにルイスからフィンガーを任命した。1960年8月29日、NASAは核ロケット計画を監督するために宇宙核推進局(SNPO)を設立した[ 44 ]。フィンガーがそのマネージャーに任命され、 AECのミルトン・クラインが副官に任命された[ 45 ] 。
1961年2月1日、NASA副長官ロバート・シーマンズとAEC総支配人アルビン・ルーデッケが正式な「NASAとAEC間の原子力ロケットエンジン契約管理に関する協定」に署名した。これに続いて、1961年7月28日には「宇宙原子力ロケット推進開発計画(プロジェクト・ローバー)に関する省庁間協定」に署名した。[ 46 ] SNPOはSNAPの責任も引き継ぎ、アームストロングはAECの原子炉開発部門のディレクター補佐となり、解散した航空機原子力推進局(ANPO)でSNAPプロジェクト責任者を務めていたGMアンダーソン中佐が新部門のSNAP支部長となった。[ 45 ]
1961年5月25日、ジョン・F・ケネディ大統領は連邦議会の合同会議で演説を行った。「まず第一に」と大統領は宣言した。「私は、この国が今世紀末までに、人類を月に着陸させ、安全に地球に帰還させるという目標を達成することに全力を尽くすべきだと信じています。」そして続けてこう述べた。「第二に、既に利用可能な700万ドルに加えて、さらに2300万ドルを投入することで、ローバー核ロケットの開発を加速させます。これは、いつの日か、月を超えて、あるいは太陽系の果てまで、さらに刺激的で野心的な宇宙探査の手段を提供する可能性を秘めています。」[ 47 ]

プロジェクト・ローバー用の原子炉は、パハリト・サイトとしても知られるLASL技術エリア18(TA-18)で製造されました。燃料とエンジン内部部品は、ロスアラモスのシグマ複合施設で製造されました。燃料要素やその他の材料科学の試験は、TA-46のLASL N部門がさまざまなオーブン、後にカスタムテスト原子炉である核融合炉を使用して行いました。LASLテスト(J)部門と化学冶金ベーカー(CMB)部門のスタッフもプロジェクト・ローバーに参加しました。[ 48 ]各エンジン用に2つの原子炉が製造されました。1つはロスアラモスでのゼロ出力臨界実験用、もう1つはフル出力試験用です。[ 30 ]原子炉は、試験場に輸送される前に非常に低い出力で試験されました。[ 48 ]
1956年、AECはネバダ核実験場のエリア25にあるジャッカス・フラッツとして知られる地域の127,200ヘクタール(314,000エーカー)をプロジェクト・ローバーのために割り当てた。[ 49 ] 1957年半ばにそこで試験施設の作業が開始された。すべての資材と備品はラスベガスから運ばなければならなかった。テストセルAは水素ガスボンベの集合体と、原子炉からの放射線から電子計測機器を保護するための厚さ0.91メートル(3フィート)のコンクリート壁で構成されていた。制御室は3.2キロメートル(2マイル)離れた場所にあった。制御ケーブルのプラスチック被覆は穴を掘るげっ歯類にかじられており、交換する必要があった。原子炉は排気プルームを空中に放出した状態で試験運転され、炉心から回収された放射性核分裂生成物を安全に拡散できるようにした。[ 21 ]
原子炉保守解体建屋(R-MAD)は、厚いコンクリートの壁、鉛ガラスの観察窓、遠隔操作アームを備え、ほとんどの点で原子力産業で使用される典型的なホットセルであった。特筆すべき点はその大きさだけで、長さ76メートル(250フィート)、高さ43メートル(140フィート)、19メートル(63フィート)であった。これにより、エンジンを鉄道車両で出し入れすることができた。[ 21 ]冗談めかして「ジャッカス・アンド・ウェスタン鉄道」と呼ばれたこの鉄道は、世界で最も短く、最も遅い鉄道と言われていた。[ 50 ]機関車は2台あり、遠隔操作の電気機関車L-1と、運転室の周囲に放射線遮蔽が施された手動操作のディーゼル電気機関車L-2があった。[ 21 ]
テストセルCは1960年に完成する予定だったが、NASAとAECはその年に追加建設のための資金を要求しなかった。アンダーソンはそれでも資金を提供した。その後、建設の遅延が発生し、彼は個人的に介入せざるを得なくなった。[ 51 ] 1961年8月、ソ連は1958年11月から実施されていた核実験の一時停止を解除したため、ケネディは9月に米国の核実験を再開した。[ 52 ]ネバダ核実験場での2度目の緊急計画により労働力が不足し、ストライキが発生した。[ 53 ]

それが終わると、作業員たちは、他の流体が通過できないほど小さな微細な穴から漏れる可能性のある水素の取り扱いの難しさに取り組まなければならなかった。1961年11月7日、軽微な事故により激しい水素放出が発生した。複合施設は最終的に1964年に稼働を開始した。SNPOは20,000MWの核ロケットエンジンの建設を構想していたため、建設監督のキース・ボイヤーはシカゴ・ブリッジ・アンド・アイアン社に2つの巨大な1,900,000リットル(500,000米ガロン)の極低温貯蔵デュワーを建設させた。エンジンの保守および分解棟(E-MAD)が追加された。それはサッカー場よりも大きく、厚いコンクリートの壁とエンジンを組み立てたり分解したりできる遮蔽ベイを備えていた。エンジン試験台(ETS-1)もあり、さらに2つが計画されていた。[ 53 ]
放射性物質貯蔵施設(RMSF)もあった。これは、 E-MAD、テストセル「C」、ETS-1からほぼ等距離にある8.5ヘクタール(21エーカー)の敷地であった。敷地はサイクロンワイヤーフェンスで囲まれ、周囲には石英製の照明が設置されていた。施設を結ぶ単線鉄道は、1本の支線がメインゲートを通って貯蔵エリアに入り、そこから7本の側線に分かれていた。2本の側線は55.3平方メートル(595平方フィート)のバンカーに通じていた。この施設は、さまざまな放射性汚染物質を保管するために使用されていた。[ 54 ]
1962年2月、NASAはジャッカス・フラッツに核ロケット開発ステーション(NRDS)を設立すると発表し、6月にはそれを管理するためにラスベガスにSNPO支部(SNPO-N)が設立された。[ 46 ]建設作業員はネバダ州マーキュリーに宿泊した。その後、30台のトレーラーがジャッカス・フラッツに運ばれ、監督者のキース・ボイヤーにちなんで「ボイヤービル」と名付けられた村が作られた。[ 21 ]
プロジェクト・ローバーの第一段階であるキウイは、ニュージーランドの同名の飛べない鳥にちなんで名付けられました[ 21 ]。キウイロケットエンジンも飛行を目的としたものではありませんでした。その機能は、設計を検証し、使用されている材料の挙動をテストすることでした[ 25 ] 。キウイ計画では、水素冷却原子炉の技術向上を主な目的として、飛行不可能な一連の試験用核エンジンが開発されました。1959年から1964年の間に、合計8基の原子炉が製造され、テストされました。キウイは、核ロケットエンジンの概念実証として機能したと考えられています[ 55 ] 。

キウイロケットエンジンの最初のモデルであるキウイAの最初のテストは、1959年7月1日にジャッカスフラッツで実施されました。キウイAは、高さ132.7センチメートル(50インチ)、直径83.8センチメートル(30インチ)の円筒形のコアを持っていました。中央の島には、冷却材と減速材の両方として機能し、必要な酸化ウランの量を減らす重水が含まれていました。制御棒は島の内側に配置され、その島は4マイクロメートル(0.00016インチ)の酸化ウラン燃料粒子を充填した960枚の黒鉛燃料板と240枚の黒鉛板の層で囲まれていました。[ 56 ]コアは43.2センチメートル(20インチ)の黒鉛ウール減速材で囲まれ、アルミニウムのシェルで覆われていました。推進剤としては気体水素が使用され、流量は毎秒3.2キログラム(7.1ポンド/秒)でした。 100 MW の出力を目標としていたエンジンは、5 分間 70 MW で稼働した。黒鉛板の亀裂により、炉心温度は予想をはるかに上回り、最大2,900 K (2,630 °C)に達し、燃料の一部が溶融するほどであった。[ 56 ]
1960年7月8日の次の試験に向けて一連の改良が行われ、キウイAプライムと呼ばれるエンジンが作られた。燃料要素は円筒状に押し出され、腐食を防ぐために炭化ニオブ(NbC)でコーティングされた。6つが端から端まで積み重ねられ、黒鉛モジュールの7つの穴に配置されて、長さ137センチメートル(54インチ)の燃料モジュールが作られた。今回は原子炉は307秒間88MWを達成し、炉心出口ガスの平均温度は2,178Kだった。この試験は3つの炉心モジュールの故障で台無しになったが、大部分は損傷がほとんど、または全くなかった。[ 57 ]この試験はアンダーソンと1960年の民主党全国大会の代表者によって観察された。大会でアンダーソンは民主党の綱領に核ロケットへの支持を追加した。[ 58 ]
Kiwi A シリーズの 3 回目で最後のテストは 1960 年 10 月 19 日に実施されました。 Kiwi A3 エンジンは、ニオブ炭化物ライナーに27 インチ (69 cm)の長さの円筒形燃料要素を使用しました。 テスト計画では、エンジンを 50 MW (半分の出力) で 106 秒間、次に 92 MW で 250 秒間運転することになっていました。 50 MW の出力レベルは、毎秒 2.36 キログラム (5.2 lb/s)の推進剤流量で達成されましたが、出口ガス温度は 1,861 K で、予想より 300 K 以上高くなりました。 159 秒後、出力は 90 MW に増加されました。 出口ガス温度を 2,173 K で安定させるために、燃料流量は毎秒 3.81 キログラム (8.4 lb/s)に増加されました。後に、中性子出力測定システムが誤って校正されていたことが判明し、エンジンは実際には設計容量をはるかに超える平均112.5MWで259秒間運転されていた。それにもかかわらず、炉心はキウイAプライム試験よりも損傷が少なかった。[ 59 ]
Kiwi Aは、核ロケットエンジンの概念実証として成功したとみなされた。水素を原子炉内で宇宙推進に必要な温度まで加熱できること、そして原子炉を制御できることが実証された。[ 60 ]フィンガーは、 Kiwiエンジンの設計に基づいてNASAのロケット車両用核エンジン( NERVA )の開発について、産業界からの入札を募った。 [ 61 ]ローバーは以後NERVAの一部となり、ローバーは核ロケット原子炉の設計に関する研究を担当し、NERVAは核ロケットエンジンの開発と展開、および宇宙ミッションの計画を担当した。[ 62 ]

LASLの当初の目標は、 11,000キログラム(25,000ポンド)を高度480キロメートル(300マイル)の軌道に投入できる10,000MWの原子力ロケットエンジンを開発することだった。このエンジンは、小型で飛べないキウイとは対照的に、大型の飛翔鳥であるコンドルにちなんで「コンドル」というコードネームが付けられた。しかし、1958年10月、NASAはタイタンIミサイルに原子力上段を搭載する研究を行い、この構成では1,000MWの原子炉上段で6,400キログラム(14,000ポンド)を軌道に投入できると結論付けた。この構成はノヴァの研究に使用され、プロジェクト・ローバーの目標となった。 LASLは、1961年と1962年に中間的な1,000MW設計のKiwi Bで2回の試験を実施し、続いて1963年にプロトタイプエンジンであるKiwi Cで2回の試験を実施し、1964年に量産エンジンの原子炉飛行試験(RIFT)を実施する計画を立てた。[ 26 ]
Kiwi B では、LASL は必要なより高い性能を得るためにいくつかの設計変更を行いました。中央炉心は廃止され、各六角形燃料要素の冷却孔の数は 4 個から 7 個に増加され、黒鉛反射板は20 センチメートル (8インチ)厚のベリリウム製のものに置き換えられました。[ 59 ]ベリリウムは高価で、製造がより困難で、毒性も高いものの、はるかに軽量であるため、1,100 キログラム (2,500ポンド)の節約につながりました。テスト セル C の準備が遅れたため、Kiwi C 用に予定されていたいくつかの機能も Kiwi B2 に組み込まれました。これには、水ではなく液体水素で冷却されるノズル、新しいRocketdyneターボポンプ、およびブートストラップ スタート[ 26 ]が含まれます。ブートストラップ スタートでは、原子炉は自力のみで起動されます。[ 63 ]
液体水素の代わりに気体水素を使用する最後の試験であるキウイB1Aの試験は、当初1961年11月7日に予定されていた。試験当日の朝、バルブの漏れが原因で激しい水素爆発が発生し、小屋の壁が吹き飛び、数人の作業員が負傷した。多くの作業員が鼓膜破裂の重傷を負い、1人は踵骨を骨折した。原子炉は無傷だったが、試験車両と計器類に甚大な被害が出たため、試験は1か月延期された。12月6日の2回目の試みは、診断用熱電対の多くが逆向きに取り付けられていたことが判明したため中止された。最終的に12月7日に試験が開始された。エンジンを270MWで300秒間運転する予定だったが、水素火災が発生し始めたため、225MWでわずか36秒後に試験は中止された。すべての熱電対は正常に機能したため、多くの有用なデータが得られた。実験の全出力部分における平均水素質量流量は毎秒 9.1 キログラム (20 lb/s)であった。[ 64 ] [ 65 ]
LASLは次にKiwi B2をテストする予定だったが、構造上の欠陥が見つかり、再設計が必要となった。その後、より革新的な設計であるB4に注目が移ったが、燃料クラスターを炉心に入れようとしたところ、クラスターに中性子が多すぎることが判明し、原子炉が予期せず起動する恐れがあった。この問題は、通常乾燥しているニューメキシコの空気から保管中に水分を吸収したことが原因だと判明した。中性子毒を追加することで修正された。その後、燃料要素は不活性雰囲気で保管された。N部門は、B1Aテストの結果に基づく深刻な疑念にもかかわらず、液体水素の性能と挙動に関するより多くのデータを取得するために、バックアップのB1エンジンであるB1Bでテストすることを決定した。[ 66 ] [ 67 ] 1962年9月1日の起動時、炉心は揺れたが、880MWに達した。ノズル周辺の閃光は燃料ペレットが噴射されていることを示しており、後に11個が噴射されたことが判明した。試験担当者は停止する代わりにドラムを回転させて補正し、センサーが爆発して火災が発生し、エンジンが停止するまで数分間フルパワーで運転を続けることができた。試験目標のほとんどは達成されたが、すべてではなかった。[ 67 ] [ 68 ]
一連の次の試験は、1962年11月30日のキウイB4Aであった。原子炉が120MWに達したときに炎の閃光が観測された。出力は210MWまで増加され、37秒間その状態が維持された。その後、出力は450MWまで増加されたが、閃光が頻繁に発生し、13秒後にエンジンは停止された。試験後、燃料要素の97%が破損していたことが判明した。[ 69 ]液体水素の使用の難しさが認識され、振動と故障の原因は、炉心と圧力容器の間の隙間に水素が漏れたことであると診断された。[ 70 ]損傷を受けた後に爆発する可能性が高かった化学エンジンとは異なり、エンジンは終始安定して制御可能であった。これらの試験により、核ロケットエンジンは宇宙空間で頑丈で信頼できることが実証された。[ 67 ]

ケネディは1962年12月7日にロスアラモスを訪れ、プロジェクト・ローバーに関する説明を受けた。[ 71 ]これはアメリカ大統領が核兵器研究所を訪問した初めてのことだった。彼はリンドン・ジョンソン、マクジョージ・バンディ、ジェローム・ウィーズナー、ハロルド・ブラウン、ドナルド・ホーニッグ、グレン・シーボーグ、ロバート・シーマンズ、ハロルド・フィンガー、クリントン・アンダーソンを含む大勢の随行員を伴っていた。翌日、彼らはジャッカス・フラッツに飛び、ケネディは核実験場を訪問した唯一の大統領となった。プロジェクト・ローバーは 1962年に1億8700万ドルを受け取っており、AECとNASAは1963年にさらに3億6000万ドルを要求していた 。ケネディは政権の財政難に注意を促し、彼の当局者と顧問はプロジェクト・ローバーと宇宙計画全般の将来について議論した。[ 72 ]
フィンガーは他のNASAセンターから振動専門家のチームを編成し、LASL、エアロジェット、ウェスティングハウスのスタッフとともに、核分裂性物質を含まない燃料要素を使用して一連の「コールドフロー」原子炉試験を実施した。窒素、ヘリウム、水素ガスをエンジンに送り込んで振動を誘発した。振動は、隣接する燃料要素間のクリアランスギャップを通過する液体の流れの不安定さによって引き起こされることが判明した。振動の問題に対処するために、一連の小さな設計変更が行われた。[ 73 ] [ 74 ] 1964年5月13日のキウイB4D試験では、原子炉は自動的に起動され、振動の問題なく短時間フルパワー(990MW)で運転された。ノズルチューブが破裂してノズル周辺から水素が漏れ、火災が発生したため、64秒後に試験を中止しなければならなかった。冷却は水素と3,266キログラム(7,200ポンド)の窒素ガスの両方を使用して行われた。試験後の検査では、損傷した燃料要素は発見されなかった。[ 75 ]
最終試験は8月28日のKiwi B4E試験で、原子炉は12分間運転され、そのうち8分間は最大出力(937 MW)で運転された。これは、ウラン酸化物の代わりに炭化ウランペレットを使用し、0.0508ミリメートル(0.002インチ)のニオブ炭化物コーティングを施した最初の試験であった。これらは加熱すると酸化し、一酸化炭素ガスの形で炭素が失われることがわかった。これを最小限に抑えるため、粒子を大きくし(直径50~150マイクロメートル(0.0020~0.0059インチ) )、熱分解グラファイトの保護コーティングを施した。9月10日、Kiwi B4Eは再始動され、882 MWで2分半運転され、核ロケットエンジンの停止と再始動が可能であることが実証された。[ 76 ] [ 77 ]
1964 年 9 月、Kiwi B4 エンジンと、ロスアラモスで試験に使用された Kiwi 原子炉 PARKA を用いた試験が行われた。2 つの原子炉は4.9 メートル (16フィート)、2.7 メートル (9フィート)、1.8 メートル (6フィート)離れて運転され、反応度が測定された。これらの試験により、一方の原子炉で生成された中性子が確かに他方の原子炉で核分裂を引き起こすことが示されたが、その影響は無視できるほど小さく、それぞれ 3 セント、12 セント、24セントであった。これらの試験により、隣接する核ロケットエンジンは互いに干渉しないため、化学ロケットエンジンと同様にクラスター化できることが実証された。[ 66 ] [ 67 ] [ 78 ] [ 79 ]

LASL の研究プログラムの次のステップは、より大型の原子炉を建造することだった。[ 80 ]炉心の大きさは、冷却に必要な水素をどれだけ炉内に送り込めるか、また、どれだけのウラン燃料を炉内に装填できるかを決定する。[ 81 ] 1960 年、LASL はKiwi の後継として、89 センチメートル (35インチ)の炉心を持つ 4,000 MW の原子炉の計画を開始した。LASL は、ギリシャの月の女神にちなんで、それをPhoebeと名付けることにした。しかし、別の核兵器プロジェクトがすでにその名前を使用していたため、Apollo の別名である Phoebus に変更された。Phoebus は 20,000 MW の原子炉を望んでいた SNPO から反対を受けた。LASL は、そのような大型原子炉の建造と試験の難しさが軽視されすぎていると考えていた。4,000 MW の設計を建造するだけでも、Rocketdyne 製の新しいノズルと改良されたターボポンプが必要だった。長期にわたる官僚的な対立が続いた。[ 80 ]
1963 年 3 月、SNPO とマーシャル宇宙飛行センター(MSFC) は、スペース テクノロジー ラボラトリーズ(STL) に、1975 年から 1990 年の間に実施される可能性のあるミッションに必要な核ロケット エンジンの種類に関する報告書を作成するよう依頼した。これらのミッションには、初期の有人惑星間往復探査 (EMPIRE)、惑星スイングバイおよびフライバイ、月シャトルが含まれていた。1965 年 3 月に提出されたこの 9 巻の報告書と追跡調査の結論は、これらのミッションは、比推力825 秒 (8.09 km/s)の4,100 MW エンジンで実行できるというものだった。これは、当初必要とされていたよりもかなり小さいものだった。このことから、NERVA II として知られる 5,000 MW 核ロケット エンジンの仕様が生まれた。[ 82 ] [ 83 ]
LASLとSNPOは、LASLがPhoebusの2つのバージョンを製造することで合意した。1つは、先進的な燃料、材料、概念をテストするための89センチメートル(35インチ)のコアを持つ小型のPhoebus I、もう1つはNERVA IIのプロトタイプとして機能する140センチメートル(55インチ)の大型のPhoebus IIである。どちらもKiwiをベースにしている。Kiwiユニットで可能な以上の出力を達成し、最大出力をより長い時間維持することに重点が置かれた。Phoebus Iの作業は1963年に開始され、1A、1B、1Cと呼ばれる合計3つのエンジンが製造された。[ 80 ]

フェブス1Aは1965年6月25日に試験され、10分半にわたって最大出力(1,090MW)で運転されました。残念ながら、強烈な放射線環境により、静電容量計の1つが誤った値を示しました。水素推進剤タンクがほぼ空であることを示す計と、4分の1満タンであることを示す計があり、どちらが正しいか分からなかったため、制御室の技術者は4分の1満タンであることを示す計を信じることにしました。これは間違った選択でした。タンクは実際にはほぼ空で、推進剤は枯渇しました。冷却するための液体水素がないため、2,270K(2,000℃)で動作していたエンジンはすぐに過熱して爆発しました。燃料の約5分の1が噴出し、残りのほとんどは溶けました。[ 80 ] [ 84 ]
試験区域は、高放射性核分裂生成物が崩壊する時間を確保するため、6週間放置された。ゴム製のスクイージーが付いたグレーダーを使って汚染された土を積み上げ、すくい上げられるようにした。これがうまくいかない場合は、150 kW (200 hp) の掃除機を使って土を吸い上げた。試験パッド上の破片は当初ロボットで回収されたが、時間がかかりすぎたため、防護服を着た作業員がトングで破片をつかみ、鉛で囲まれた小型車輪付き台車に載せた塗料缶に落とした。これで主な汚染は処理され、残りは削り取ったり、掃き集めたり、こすったり、洗ったり、塗装したりして除去した。この除染作業全体は、400人が2か月かけて完了し、費用は5万ドルかかった。清掃作業員が受けた放射線の平均線量は0.66レム(0.0066 Sv )で、最大線量は3レム(0.030 Sv)でした。LASLは従業員の年間被ばく量を5レム(0.050 Sv)に制限しました。 [ 80 ]
次の試験はフェブス1Bでした。1967年2月10日に電源が投入され、588MWで2分半運転されました。フェブス1Aで発生した事故の再発を防ぐため、主推進剤供給システムの故障が発生した場合に備え、30,000リットル(8,000米ガロン)、高圧5,200キロパスカル(750psi )の極低温貯蔵デュワーが設置され、緊急用の液体水素供給源として利用されました。2回目の試験は1967年2月23日に実施され、46分間運転されました。そのうち30分間は1,250MW以上で、最大出力1,450MW、ガス温度2,444K (2,171 ℃)が達成されました。試験は成功しましたが、若干の腐食が発見されました。[ 85 ]
これに続いて、より大型の Phoebus 2A の試験が行われた。予備的な低出力 (2,000 MW) 運転が 1968 年 6 月 8 日に行われ、続いて全出力運転が 6 月 26 日に行われた。エンジンは 32 分間稼働し、そのうち 12.5 分間は 4,000 MW を超え、ピーク出力 4,082 MW に達した。この時点で、燃焼室温度は2,256 K (1,983 °C)、総流量は毎秒 118.8 kg (262 lb/s)であった。この時点で、炉心と圧力容器を接続するクランプバンドセグメントの温度が限界の417 K (144 °C)に達したため、最大出力レベルには達することができなかった。3 回目の運転は 7 月 18 日に行われ、出力は 1,280 MW に達し、その日の後半に 4 回目の運転が行われ、出力は約 3,500 MW に達した。[ 86 ] [ 87 ]不可解な異常は、反応性が予想よりも低かったことである。液体水素がベリリウム反射体を過冷却し、何らかの原因で減速特性の一部を失った可能性がある。あるいは、水素には2つのスピン異性体があり、パラ水素は中性子減速剤であるが、オルト水素は毒物であり、高中性子束によってパラ水素の一部がオルト水素に変化した可能性がある。[ 88 ]
Peweeはプロジェクト・ローバーの第3段階でした。LASLは鳥の名前に戻り、北米のpeweeにちなんで名付けました。小型でテストが容易で、無人科学惑星間ミッションや小型原子力「タグ」に便利なサイズでした。主な目的は、フルサイズのエンジンの費用をかけずに先進的な燃料要素をテストすることでした。Peweeは、SNPOが1967年6月に承認してから1968年12月に最初の本格的なテストが行われるまで、わずか19か月で開発されました。[ 89 ]
ピューイーは、36キログラムの402個の燃料要素と132個の支持要素を含む53センチメートル(21インチ)の炉心を持っていた。402個の燃料要素のうち、267個はLASLで、124個はウェスティングハウス宇宙核研究所で、11個はAECのY-12国家安全保障複合施設で製造された。ほとんどは炭化ニオブ(NbC )でコーティングされていたが、一部は代わりに炭化ジルコニウム(ZrC )でコーティングされていた。ほとんどには保護用のモリブデンコーティングも施されていた。原子炉がこれほど小さいと臨界に達しないかもしれないという懸念があったため、ジルコニウム水素化物(優れた減速材)が追加され、ベリリウム反射材の厚さが20センチメートル(8インチ)に増やされた。制御ドラムは9個あった。アルミニウム製の圧力容器を含めた原子炉全体の重量は2,570キログラム(5,670ポンド)であった。[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]
Pewee 1 は 3 回起動されました。1968 年 11 月 15 日の点検、11 月 21 日の短時間試験、そして 12 月 4 日の全出力耐久試験です。全出力試験では 2 回の停止があり、その間原子炉は 503 MW (燃料要素 1 つあたり 1.2 MW) で運転されました。平均出口ガス温度は2,550 K (2,280 °C)で、Project Rover で記録された最高値です。チャンバー温度は2,750 K (2,480 °C)で、これも記録です。この試験により、炭化ジルコンは炭化ニオブよりも腐食防止に効果的であることが示されました。比推力を最大化するための特別な努力は行われませんでした。それが原子炉の目的ではなかったからです。しかし Pewee は真空比推力901 秒 (8.84 km/s)を達成し、NERVA の目標を大きく上回りました。平均出力密度も2,340 MW/m 3で、ピーク密度は5,200 MW/m 3に達した。これはPhoebus 2Aよりも20%高く、より軽量でより強力なエンジンを建造できる可能性があるという結論に至った。[ 90 ] [ 91 ]
LASL は、過熱の問題を解決するために Pewee の設計を変更するのに 1 年かかりました。1970 年、Pewee 2 はテスト セル C で一連のテストの準備が整いました。LASL は、2,427 K (2,154 °C)で 12 回のフルパワー運転をそれぞれ 10 分間行い、各テストの間に540 K (267 °C)まで冷却する計画を立てました。SNPO は LASL に Pewee を E-MAD に戻すよう命じました。[ 89 ]問題は、リチャード ニクソン大統領が 1970 年 1 月 1 日に署名して法律にした国家環境政策法(NEPA)でした。 [ 92 ] SNPO は、放射性物質の放出はガイドラインの範囲内であり、環境に悪影響はないと考えていましたが、環境団体はそうではないと主張しました。[ 89 ] SNPO は、今後の原子炉テストのための完全な環境影響調査を準備しました。[ 93 ]その間、LASLはPewee 3の試験を計画した。これは水平方向に試験され、排気プルームから核分裂生成物を除去するスクラバーが備えられていた。また、燃料を試験するためのPewee 4とアフターバーナーを試験するためのPewee 5も計画されていた。これらの試験はどれも実施されなかった。[ 89 ]

核融合炉は、ピューイーのわずか10分の1の大きさの小型原子炉で、安価な試験手段を提供することを目的としていました。当初はロスアラモスで使用される予定でしたが、適切な試験場を作るコストがテストセルCを使用するコストよりも高かったため、採用されませんでした。炉心は長さ146センチメートル(57インチ) 、直径34センチメートル(13インチ)の小さなもので、49個の六角形の燃料要素が収容されていました。これらのうち47個は炭化ウラン・炭化ジルコニウムの「複合」燃料電池で、2個は単孔の純粋な炭化ウラン・炭化ジルコニウム燃料電池7個のクラスターでした。どちらのタイプも、これまで核ロケット推進炉で試験されたことはありませんでした。合計で、約5キログラムの高濃縮(93%)ウラン235が使用されました。これほど少ない燃料で臨界を達成するため、ベリリウム反射板は36センチメートル(14インチ)以上の厚さでした。各燃料電池には独自の冷却および減速用水ジャケットが備わっていた。コスト削減のため、液体水素の代わりに気体水素が使用された。スクラバーが開発された。[ 89 ] [ 91 ] [ 94 ]
原子炉試験の目的は、設計を検証し、新しい複合燃料を試験することであった。1972年6月29日から7月27日の間に、NF-1は4回フルパワー(44 MW)で、燃料出口ガス温度2,444 K(2,171 °C)で合計108.8分間運転された。NF-1は、燃料出口ガス温度が2,222 K(1,949 °C)を超える状態で121.1分間運転された。また、平均出力密度4,500~5,000 MW/m 3、最高温度2,500 K(2,230 °C)を達成した。[ 95 ]スクラバーはうまく機能したが、クリプトン85が少し漏れた。環境保護庁は微量を検出できたが、試験範囲外のものは検出できなかった。[ 89 ]
試験では、複合燃料電池は2,500 ~ 2,800 K (2,230 ~ 2,530 °C)で 2 ~ 6 時間の動作に適していることが示され、炭化物燃料は、改良された設計で亀裂の問題を克服できると仮定すると、 3,000 ~ 3,200 K (2,730 ~ 2,930 °C)で同様の性能を発揮することが示されました。10 時間の動作では、グラファイトマトリックスは2,200 ~ 2,300 K (1,930 ~ 2,030 °C)に制限され、複合は2,480 K (2,210 °C)まで、純粋な炭化物は3,000 K (2,730 °C)まで使用できます。このようにして、試験プログラムは 3 つの実行可能な燃料電池の形態で終了しました。[ 94 ]
1961 年 5 月、ケネディ大統領は原子炉飛行試験 (RIFT) を承認した。これを受けて、LASL はローバー飛行安全事務所を設立し、SNPO は RIFT を支援するローバー飛行安全パネルを作成した。NASA の RIFT 計画では、最大 4 基の原子炉を大西洋に落下させることになっていた。LASL は、原子炉が時速数千キロメートルで水面に衝突したときに何が起こるかを判断する必要があった。特に、中性子減速材である海水が浸入したときに臨界状態になるか爆発するかを知る必要があった。また、原子炉が大西洋の海底3.2 キロメートル (2マイル)まで沈み、そこで圧倒的な圧力にさらされたときに何が起こるかについても懸念があった。海洋生物への影響、そして実際にそこにどのような海洋生物がいるのか、すべて考慮する必要があった。[ 96 ]

LASLはまず燃料要素を水に浸すことから始めた。次に模擬水中突入試験(SWET)を実施し、その間、30センチメートル(12インチ)のピストンを使用して、できるだけ速く原子炉に水を押し込んだ。衝撃をシミュレートするために、模擬原子炉を23メートル(75フィート)の高さからコンクリートに落とした。原子炉は4.6メートル(15フィート)跳ね上がり、圧力容器はへこみ、多くの燃料要素にひびが入ったが、計算では臨界にも爆発にもならないことが示された。しかし、RIFTでは、NERVAが高さ91メートル(300フィート)のサターンVロケットの上に設置されていた。ブースターが発射台で爆発した場合に何が起こるかを調べるために、模擬原子炉をロケットそりを使ってコンクリートの壁に叩きつけた。炉心は5%圧縮され、計算によると炉心は実際に臨界に達して爆発し、約2キログラム(4.4ポンド)の高性能爆薬に相当する力が加わることが判明した。これは、ブースターの爆発による損傷に比べればおそらく無視できる程度である。しかし、これは理論的に予測された11キログラム(25ポンド)よりもはるかに低く、数学的モデリングに欠陥があることを示している。[ 96 ]
NERVAがアポロ計画には必要なく、したがって1970年代まで必要ないことが判明したとき、RIFTは延期され[ 72 ]、1963年12月に完全に中止された。再開は頻繁に議論されたが、実現しなかった[ 97 ] 。これにより、さらなるSWETの必要性はなくなったが、核ロケットエンジンの安全性に関する懸念は残った。衝撃や爆発によって核爆発を起こすことはできないが、LASLは原子炉が過熱した場合に何が起こるかを懸念していた。可能な限り最も壊滅的な大惨事を引き起こすためのテストが考案された。Kiwi-TNTとして知られる特別なテストが考案された。通常、制御ドラムは最大速度毎秒45°で回転し、180°で完全に開いた位置になる。これは、求められる壊滅的な爆発には遅すぎたため、Kiwi-TNTでは毎秒4,000°で回転するように変更された。実験は1965年1月12日に行われた。Kiwi-TNTは「トゥーンビル・トロリー」という愛称の平床貨車に搭載され、テストセルCから190メートル(630フィート)離れた場所に駐車された。ドラム缶は毎秒4,000°の最高設定で回転し、熱によってグラファイトの一部が気化し、色鮮やかな爆発が起こり、燃料要素が空中に飛び散り、その後、放射能が1.6メガキュリー(59 PBq )と推定される高放射性雲が発生した。[ 96 ]
雲の放射能の大部分は、半減期が数分から数時間という短いセシウム138、ストロンチウム92、ヨウ素134、ジルコニウム97、クリプトン88の形で存在していた。雲は790メートル(2,600フィート)まで上昇し、南西方向に漂流し、最終的にロサンゼルス上空を通過して海に流れ出た。2機の公衆衛生局(PHS)航空機が雲を追跡し、サンプルを採取した。PHSは、実験区域の端に住む人々にフィルムバッジ線量計を配布し、雲の経路にある酪農場から牛乳サンプルを採取した。その結果、ネバダ核実験場外に住む人々の被ばくはごくわずかであることが明らかになった。地上の放射性降下物も急速に拡散した。捜索隊は、その地域をくまなく捜索し、残骸を回収した。最大のものは、圧力容器の破片で、重さは67キログラム(148ポンド)で、230メートル(750フィート)離れた場所で発見された。別の破片は重さ44キログラム(98ポンド)で、520メートル(1,700フィート)離れた場所で発見された。[ 98 ]

爆発は比較的小規模で、黒色火薬90 ~140キログラム(200~300ポンド)相当と推定された。TNTの爆発よりはるかに激しさが弱かったため、大きな破片が見つかった。この実験により、原子炉を宇宙空間で爆破して小さな破片にすることは不可能であることがわかったため、宇宙ミッション終了後に原子炉を処分するための別の方法を見つける必要があった。LASLは、エンジンの再始動性を利用して、核ロケットを高軌道に打ち上げて処分することにした。ロケットは高軌道に永久に留まるか、軌道崩壊によって数世紀後に地球に戻ってくることになるが、その頃には放射能の大部分は崩壊しているだろう。ソ連はこの実験に抗議し、部分的核実験禁止条約に違反する核実験だと主張したが、米国は爆発を伴わない臨界未満実験だと反論した。しかし、国務省はLASLのKiwi-TNTという名称に非常に不満を抱いていた。なぜなら、これは爆発を暗示しており、ソ連が条約に違反したとして告発することを困難にしたからである。[ 98 ]
プロジェクト・ローバーの期間中に3件の死亡事故が発生した。1人は自動車事故で死亡した。もう1人は機密扱いのコンピューターテープにガソリンをかけて火をつけ、処分しようとした際に火傷で死亡した。3人目は窒素タンクに入り、窒息死した。[ 99 ]
ローバー計画は常に物議を醸すプロジェクトであり、批判からそれを守るには一連の官僚的および政治的な戦いが必要だった。1961年、予算局(BOB)と大統領科学諮問委員会(PSAC)は、費用を理由にローバー計画に異議を唱えたが、この動きはJCAEによって阻止された。JCAEでは、ローバー計画は上院のアンダーソンとハワード・キャノン、下院のオーバートン・ブルックスとジェームズ・G・フルトンの強力な支持を得ていた。[ 100 ] PSACとBOBは1964年に再び試みた。NASAの予算要求は削減されたが、ローバー計画は無傷で残った。[ 101 ]
1960年代後半、ベトナム戦争の費用増加により予算への圧力が高まった。新たに選出された下院議員たちは、ローバー計画とNERVA計画を、アポロ計画後の高額で際限のない深宇宙探査計画への入り口と見なし、批判的な目で見ていた。しかし、ローバー計画は、上院ではアンダーソン、キャノン、メイン州選出のマーガレット・チェイス・スミス、下院ではフルトン、ジョージ・P・ミラー(1961年9月にブルックスが死去した後、下院科学・宇宙・技術委員会の委員長に就任)から影響力のある支持を得ていた。[ 102 ]
議会は1967年度予算でNERVA IIの予算を削減したが、ジョンソンはメディケア法案のためにアンダーソンの支持を必要としており、1967年2月7日、自身の予備資金からNERVA IIに資金を提供することに同意した。[ 103 ] 1967年にフィンガーの後任としてSNPOの長に就任したクラインは、 NASAの予算を削減した下院科学宇宙委員会でNERVA IIについて2時間にわたる質疑を受けた。NERVA IIの予算削減により 、主に試験に必要な新しい施設の費用として4億ドルが節約された。AECとNASAは、NERVA IがNERVA IIに期待される任務を遂行できることが実証されていたため、これに同意した。[ 104 ]

NERVAには多くの潜在的なミッションがあった。NASAは、サターンVとNERVAを使用して太陽系の「グランドツアー」を行うことを検討していた。174年に一度しか起こらない珍しい惑星の配列が1976年から1980年の間に起こり、宇宙船が木星、土星、天王星、海王星を訪れることが可能になった。NERVAを使用すれば、その宇宙船の重量は最大24,000キログラム(52,000ポンド)になる可能性がある。これは、NERVAの比推力がわずか825秒(8.09 km/s)であると仮定した場合である。900秒(8.8 km/s)の方が現実的であり、その場合、スカイラブサイズの77,000キログラム(170,000ポンド)の宇宙ステーションを月の周回軌道に乗せることができる。NERVAを動力源とする原子力シャトルを使用すれば、月への繰り返しの旅行も可能になる。また、火星探査計画もあったが、クラインは外交的にそのことには触れなかった。[ 105 ]アポロ11号の月面着陸後でさえ、その考えは議会や一般大衆に不評だったことを知っていたからである。[ 106 ]
1969年にニクソンがジョンソンに代わって大統領に就任すると、コスト削減の圧力が強まった。1969年度予算ではNASAのプログラム予算が削減され、サターンVの生産ラインは閉鎖されたが[ 107 ] 、NERVAは存続した。クラインは、スペースシャトルがNERVAエンジンを軌道に乗せ、燃料とペイロードを回収するために帰還するという計画を支持した。NERVAエンジンは再始動可能であったため、これを繰り返すことができた。[ 105 ] [ 108 ] NERVAはアンダーソン、キャノン、スミスの揺るぎない支持を維持したが、アンダーソンは高齢で疲れており、今では多くの職務をキャノンに委任していた。NERVAは1970会計年度 に8800万ドル、 1971会計年度に8500万ドルの予算を受け取り、資金はNASAとAECから共同で提供された。[ 109 ]
ニクソンが1971年にNERVA計画を中止しようとしたとき、アンダーソンとスミスの票によってニクソンの肝いりプロジェクトであるボーイング2707超音速輸送機計画は頓挫した。大統領にとって衝撃的な敗北だった。[ 110 ] 1972会計年度の予算では、スペースシャトルの予算は削減されたが、NERVA計画は存続した。[ 111 ]予算要求額はわずか1740 万ドルだったが、議会は6900 万ドルを割り当て、ニクソンは そのうち2900万ドルしか使わなかった。[ 109 ] [ a ]
1972年、議会は再びNERVAを支持した。スミスとキャノンが率いる超党派連合は、 NERVAに1億ドルを拠出した。スペースシャトルの貨物室に収まるNERVAエンジンは、 10年間で約2億5000万ドルかかると見積もられた。彼らは、NERVAの資金を他のNASAの活動に流用しないという条件を追加した。ニクソン政権はとにかくNERVAを中止することを決定した。1973年1月5日、NASAはNERVA(したがってローバー)の中止を発表した。[ 112 ]
LASLと宇宙原子力システム局(SNSO)(SNPOは1970年に改名)[ 113 ]の職員は衝撃を受けた。スペースシャトルに搭載できる小型NERVAを建造するプロジェクトは順調に進んでいたからだ。すぐに人員削減が始まり、SNSOは6月に廃止された。[ 112 ] 17年間の研究開発を経て、プロジェクト・ローバーとNERVAは約14億ドルを費やしたが、原子力ロケットは一度も飛行していない。[ 114 ]
1983年、戦略防衛構想(「スターウォーズ」)は、化学ロケットよりも強力なロケットが役立つ任務と、そのようなロケットでしか実行できない任務を特定した。[ 115 ] 100kWの核ロケットシステムを開発することを目的として、1983年2月に核推進プロジェクトSP-100が創設された 。この構想には、ブルックヘブン国立研究所のジェームズ・R・パウエルが開発したペブルベッド型原子炉の概念が組み込まれており、NERVAよりも高温で性能が向上すると期待されていた。[ 116 ] 1987年から1991年にかけて、プロジェクト・ティンバー・ウィンドというコードネームの秘密プロジェクトとして資金提供を受けた。[ 117 ]
提案されたロケットは、1991 年 10 月に空軍フィリップス研究所の宇宙核熱推進 (SNTP) プログラムにプロジェクトが移管された後、より大型の設計に拡張されました。NASA は宇宙探査イニシアチブ(SEI) の一環として研究を実施しましたが、SNTP はプロジェクト ローバーによって開発された核ロケットに比べて十分な改善を提供しておらず、SEI のどのミッションにも必要とされていないと感じました。SNTP プログラムは、約 2億ドルが費やされた後、1994 年 1 月に終了しました。[ 116 ] [ 118 ]
地球軌道から火星軌道へ、そして地球軌道から地球軌道へ戻る惑星間旅行用のエンジンは、2013年にMSFCで核熱ロケットエンジンを中心に研究されました。[ 119 ]核熱ロケットエンジンは、最も先進的な化学エンジンよりも少なくとも2倍の効率があるため、より迅速な移動時間と貨物容量の増加が可能になります。核エンジンを使用した場合の飛行期間は3~4か月と推定され[ 120 ] 、化学エンジンを使用した場合の8~9か月[ 121 ]と比較して短いため、乗組員が潜在的に有害で遮蔽が難しい宇宙線にさらされる可能性が減ります。[ 122 ]プロジェクト・ローバーのPeweeのような核エンジンは、火星設計参照アーキテクチャ(DRA)[ 123 ]で選定され、2019年5月22日、議会は 核ロケットの開発に1億2500万ドルの資金を承認しました。[ 124 ] [ 125 ] 2023年1月、NASAと国防高等研究計画局(DARPA)は、NASAの有人火星探査ミッションで使用するための核推進能力を開発するために、宇宙で試験される核熱ロケットエンジンの開発で協力すると発表した。[ 126 ]

SNPOの閉鎖に伴い、エネルギー省ネバダ事業局がジャッカス・フラッツの責任を引き継いだ。[ 127 ] 1973年と1974年に放射線調査が実施され、[ 128 ]続いてRMSF、R-MAD、ETS-1、およびテストセルAとCの深刻な放射能汚染の浄化が行われた。E-MADはまだ使用されており、この取り組みには含まれていなかった。1978年から1984年の間に、 浄化活動に162万4000ドルが費やされた。[ 129 ]高度に汚染された物品には、フォエブスノズル、およびR-MADからの24.9トン(27.5ショートトン)の原子炉遮蔽板2枚と14トン(15ショートトン)の原子炉遮蔽板2枚が含まれていた。これらは、エリア3とエリア5の放射性廃棄物管理施設に運ばれた。約5,563立方メートル(7,276立方ヤード)の汚染土壌と 4,250立方メートル(5,560立方ヤード)の汚染金属とコンクリートも処分のため撤去された。さらに631立方メートル(825立方ヤード)のきれいな金属と機器が回収品として撤去された。[ 130 ]
試験セルAは2004年12月から2005年7月にかけて解体されました。これには、埋立基準値を超えるカドミウムを含むアスベストや電線管を囲む箔などの有毒物質や有害物質の除去が含まれていました。塗料にはポリ塩化ビフェニル(PCB)が含まれていましたが、埋立基準値を超えていませんでした。約27トン(30ショートトン)の鉛レンガが様々な場所で発見され、除去されました。ウランとプルトニウムの痕跡もいくつかありました。主な課題は、中性子吸収によって放射性ユーロピウム152、ユーロピウム154 、コバルト60に変化するユーロピウム151、ユーロピウム153、コバルト59の痕跡を含むコンクリート遮蔽壁の解体でした。爆薬を使用して壁を解体する際には、危険な放射性粉塵が発生しないように注意する必要がありました。[ 49 ] [ 131 ] R-MAD施設の解体は2009年10月に開始され、2010年8月に完了した。[ 132 ]
出典:[ 1 ]