Rakete protiv antimaterija - Budućnost istraživanja svemira?

U današnje vrijeme čini se da nema mnogo inovacija kada je u pitanju svemirska putovanja, barem ne u inovacijama tipa preskočenih granica, kad je Neil Armstrong 1969. hodao po mjesecu ili je prvo pristajanje dviju svemirskih letjelica bilo postignut u Svemirskom skupu.

Iako se možda čini da je to tako, svijet uistinu čini neke pomake u istraživanju svemira, pa čak i u planiranju kolonizacije planeta poput Marsa. Komercijalne tvrtke poput SpaceX, Blue Origin, Virgin Orbit i još mnogo toga već su i dalje uveliko mijenjaju način rada svemirskih putovanja, s inovacijama poput raketa za višekratnu upotrebu. Čujemo puno o SpaceX-u (ponajviše zahvaljujući masi sljedbenika koje Elon Musk ima preko više društvenih kanala) i naravno NASA-i, no jedna tvrtka koja je doletjela nešto ispod radara je Positron Dynamics, startup koji želi staviti antimateriju u rade poput raketnog goriva.

Što je posebno kod antimaterije?

Da bismo odgovorili na to, pogledajmo kako trenutno putuju rakete. Rakete s tekućim gorivom obično koriste tekući kisik ili tekući vodik ili kerozin. Povijesno, na Mars, naizgled vrlo dugo vremena, trebalo je između 129–333 dana. Ali zamislite da smo htjeli otputovati u Alpha Centauri - trebalo bi nam otprilike 30 000 godina da stignemo tamo. S trenutnim raketama gotovo je nemoguće prijeći takvu udaljenost - i to samo do našeg najbližeg zvjezdanog sustava. Jedna od glavnih osobina naše brzine kornjače (u odnosu na veličinu čitavog svemira) je težina raketnog goriva, koja ga može stvarno usporiti.

Antimaterija, posebno positroni, s druge strane, izrazito su energetski gusti. Kad se antimaterija susretne s materijom, obje se uništavaju, proizvodeći ogromne količine energije, tj. 100% pretvorbu energije. Usporedite to s atomskom bombom, gdje se samo oko 3% njegove mase pretvara u energiju (izvor). Citiram Ryana Weeda, predsjednika Positron Dynamics, 1 gram antimaterije može proizvesti istu količinu energije kao i 80.000 tona TNT-a. Ova ogromna količina energije za tako minutu količine materije / antimaterije mogla bi pokrenuti sljedeću generaciju svemirskih brodova, dovodeći nas u novo doba istraživanja svemira, stvarajući motor koji je 1000 puta učinkovitiji od trenutnog stanja ion / potisnici plazme.

Koliko brzo bi mogla proći raketa protiv antimaterija?

Opet citiram Ryana Weeda i Positron Dynamics, brzina rakete s pogonom na antimateriju mogla bi putovati do Alpha Centauri za samo 5 godina, nasuprot 30 000. To je pod okolnošću da raketa putuje brzinom svjetlosti od 85%, što znači da petogodišnjem vremenskom okviru uvelike pomaže posebna relativnost koja uzrokuje dilataciju vremena (tema za drugi post). U osnovi, na svemirskom brodu će proći 5 godina, ali na zemlji će proći 9 godina. U svom TedX razgovoru Ryan čak promatra koliko bi vremena trebalo da se dođe do ruba svemira (u svemirskom brodu koji putuje brzinom od 99,99% svjetlosti). Trebalo bi samo 30 godina, ali na Zemlji bi prošlo 13,5 milijardi godina.

Iako su ovi brojevi sve teoretski i postoje brojni izazovi koje je potrebno prvo savladati prije nego što rakete protiv antimaterija postanu stvarnost, činjenica da će u budućnosti možda biti moguće preći cijeli svemir, misli da inovacija u svemirskoj tehnologiji ima samo počela.

Koja su neka ograničenja raketa na snagu protiv antimaterije?

Prvo gorljivo pitanje jest da bi svaka osoba koja je putovala raketama protiv antimaterije - ako je takva napravljena i bila u mogućnosti putovati brzinom kojom tvrdi Ryan - cijeli svoj život ostavila za sobom. Zbog dilatacije vremena, na Zemlji će proći značajan dio vremena dok je ta osoba putovala, što vjerojatno znači da bi svaka osoba koju je ta osoba ikad znala biti mrtva.

Postoje i neki tehnički izazovi povezani s raketama protiv antimaterija - neke antimaterijske reakcije proizvode gama zrake, koje su, citiram ovaj NASA-in članak, poput X-zraka na steroidima. Ove gama zrake mogu učiniti motore radioaktivnim i krajnje su nezdrave za oko. Fizički izgraditi brod s pozitronskim generatorom na brodu je još jedan veliki tehnički izazov, ali ako se ovi problemi mogu riješiti, bez sumnje ćemo ući u doba istraživanja svemira kao ništa što još nismo vidjeli.

Hvala na čitanju!

Ako ste uživali u ovom članku, budite pažljivi u budućnosti za više članaka vezanih uz prostor, gdje ću dublje pogledati teme poput Posebne relativnosti. Hvala na čitanju!