A leggyorsabb ember alkotta tárgy, ami valaha repült

Kétségtelen, hogy a technika- és tudománytörténet legnépszerűbb lapjai közé tartoznak a különféle teljesítmény-rekordokat számon tartó listák. Ilyenek a különféle szempontok alapján kategorizált sebességrekordok, amik összevetésével, rangsorolásával remekül el lehet bíbelődni, miközben a mögöttük lévő műszaki-mérnöki teljesítményt csodálja az ember. A sebességrekord listák alfája és omegája természetesen az ember alkotta tárgyak, eszközök összesített listája, amin olyan nevezetes járművek szerepelnek, mint például az Apollo–10 parancsnoki modulja, ami a Földre való visszatéréskor a hangsebesség 32-szeresével, 39 897 km/órás sebességgel száguldott fedélzetén Thomas Stafford, John W. Young és Eugene Cernan űrhajósokkal, vagy a New Horizons űrszonda, ami 58 536 km/órás sebességgel hagyta el a Földet 2006 januárjában.  

Ha megmaradunk a Földnél, mint viszonyítási rendszernél*, akkor az ember által alkotott leggyorsabb tárgyak** listáján meglepő versenyzőt találunk az első helyen. Nem űrsikló, nem holdrakéta, nem a fentebb említett űrszerkezetek vezetik a leggyorsabbak mezőnyét, hanem egy

Jó, igazából nem olyan, mindenki által ismert csatornafedélról van szó, ami a városi infrastruktúra rejtett mélységeibe vezető járatokat fedi, hanem egy kb 10 centiméter vastag, 122 centiméter átmérőjű, csaknem egytonnás vaskorongról, amivel 1957 augusztusában, egy földalatti atomrobbantás előkészületei során egy 152 méter mély, földbe fúrt lyukat zártak le légmentesen.

1957. május 28. és október 7. között 29 kísérleti atomrobbantást hajtott végre az Egyesült Államok a nevadai sivatagban a Plumbbob művelet során. A Pascal-B kódnevű kísérletre augusztus 30-án került sor, a 152 méter mély furat alján egy kicsinek számító, mindössze 300 tonnás hatóerejű (azaz 300 tonna TNT rombolóerejének megfelelő) atombomba várakozott. A kísérlet egyik vezető tudósa Robert R. Brownlee asztrofizikus volt, akit azzal bíztak meg, hogy a jövőbeni kísérleti atomrobbantások minél biztonságosabbá tételéhez gyűjtsön adatokat. Ekkortájt kezdett ugyanis az USA átállni a földalatti atomrobbantásokra, hogy minél kevesebb olyan radioaktív szennyező anyag jusson a légkörbe, ami veszélyezteti az amerikai állampolgárok egészségét.

A Pascal-B kísérlettel azt vizsgálták, hogy a függőleges furatban elhelyezett bomba, közvetlenül fölötte egy másfél méter vastag, több tonnás betondugóval, majd a furat tetején a 900 kilogrammos páncélkoronggal, okoz-e radioaktív szennyezést a felszínen, hogy kijut-e bármi is a mély, kétszeresen lezárt lyukból. Az alábbi videón egy másik földalatti Plumbbob robbantás, a Rainier látható:

Brownlee igazából már a tesztrobbantás előtt kiszámította, hogy a detonáció mint egy pezsgősdugót ki fogja lőni a “csatornafedelet”. A tudós úgy kalkulált, hogy a vékony függőleges csőben kialakuló elképesztően nagy nyomás következtében a nehéz fémdarab irtózatos sebességgel fog a levegőbe vágódni. Brownlee pontos értéket nyilván nem tudott megadni, de arra jutott, hogy a vaskorong várható sebessége több mint hatszor nagyobb lesz, mint az úgynevezett szökési sebesség, ami a Föld gravitációs fogságából való szabaduláshoz szükséges – azaz

A robbantás során valóban az történt, amire Brownlee számított. A másodperc töredéke alatt lejátszódó folyamatban először a bomba fölötti betondugó vált gőzzé, a csőben kialakult hatalmas nyomás pedig tényleg levegőbe lőtte a vaskorongot. A kutatók arra számítottak, hogy a tesztzónára irányított nagy sebességű kamerák felvételeit elemezve, ki lehet majd számítani pontosabban, a fedlap sebességét, de az tényleg olyan sosem látott sebességgel hagyta el a cső száját, hogy a kamerák csupán egyetlen képkockán tudták megörökíteni az épp levegőbe emelkedő korongot. Egyetlen képkocka alapján pedig nem lehetett pontos sebességet számolni, ehhez legalább két pillanatképre lett volna szükség. Mindezekből arra következtettek a kutatók, hogy Brownlee előzetes számításai alapvetően helytállóak voltak a legalább 240 000 km/órás sebességet illetően.

Felmerülhet a kérdés, hogy mi történt a világ leggyorsabb csatornafedelével. Sosem találták meg. Annyi biztos, hogy ellentétben a betondugóval, nem semmisült meg a kilövés pillanatában, ezt bizonyítja az egyetlen filmkocka, amin látható a vaskorong. Egyes fantáziadús vélekedések szerint a fedél kijutott az űrbe és talán már a naprendszert is elhagyta. Ennek azonban csekély a valószínűsége, mivel a korong aerodinamikai jellemzői meglehetősen távol álltak egy rakétáétól, azaz nem arra lett tervezve, hogy a légkörben haladva elhagyja a Földet. Brownlee szerint az őrülten gyors vasdarab nagy valószínűséggel elfüstölt az atmoszférában, ahogy a maga előtt nagy sebességgel összepréselődő levegő pokoli forró plazmává válva körbevette.

Robert R. Brownlee 2002-es visszaemlékezésében felidézte a közte és a Los Alamos laboratórium tesztdivíziójának helyettes vezetője közt a teszt előtt lezajlott párbeszédet. Bill Ogle arra volt kíváncsi, hogy milyen folyamatok játszódnak le majd a bomba felrobbantását követően:

– Mennyi idő alatt éri el a lökéshullám a cső legtetejét? – kérdezte Ogle.
– Harmicegy milliszekundum alatt.
– És mi fog történni?
– A lökéshullám visszaverődik a lyuk alja felé, de a nyomás és a hőmérséklet olyan nagy lesz, hogy a lehegesztett fedelet letépi majd a lyukról.
– Milyen gyorsan?
– A becsléseim nem igazán számítanak e tekintetben. Csak a lökéshullám visszaverődésének van jelentősége.
– Milyen gyorsan?
– Nincs jelentősége a számoknak. Csak vákuummal kalkuláltam. Nem számoltam a levegővel, sem a gravitációval, nem vettem figyelembe a vas szilárdságát. Tulajdonképp a kupak csak úgy lazán elszáll a semmibe.
– De milyen gyorsan? – kérdezte Ogle harmadjára is, és ekkor már szinte üvöltve követelte az egyenes választ.
– A földi szökési sebesség hatszorosával.

Brownlee főnöke elégedett volt a válasszal.

*Ha nemcsak a Földhöz viszonyított sebességeket vesszük, akkor az 1976-ben elliptikus napkörüli pályára állított Helios-B űrszonda Naphoz viszonyított sebessége vetekszik a csatornafedél sebességével. Azt pontosan lehet tudni, hogy a Nap gravitációs vonzereje miatt a szonda 252 792 km/órás sebességre gyorsulva haladt pályája Naphoz legközelebbi pontján. Ez pedig közel azonos sebesség, mint a csatornafedél sebessége, amire viszont csak közelítő becslésünk van.

**Igazából itt is szűkítettünk a listán, mivel ember alkotta tárgyon nagyon tág értelemben véve lehetne érteni például a részecskegyorsítókban előállított és közel fénysebességre gyorsított elemi részecskéket vagy a lézerfény fotonjait is, amik természetesen sokkal, de sokkal gyorsabban mozognak, mint egy csatornafedél. A szűkítés tehát ott érhető tetten, hogy a szabad szemmel nem látható ember alkotta objektumokat nem vettük számításba.

Források:

• Dr. Robert R. Brownlee: Learning to Contain Underground Nuclear Explosions (Nuclear Weapon Archive)
• Operation Plumbbob (Nuclear Weapon Archive)
• List of vehicle speed records (Wikipedia)

Nyitókép: Atomrobbantást filmező operatőr a nevadai sivatagban, 1958-ban (Galerie Bilderwelt/Getty Images Hungary)