Napęd na antymaterię: Przyszłość podróży międzygwiezdnych

Niedawne badanie przeprowadzone na Uniwersytecie ZEA analizuje wykorzystanie antymaterii https://www.techspot.com/news/105998-antimatter-rockets-could-make-interstellar-travel-reality-300x.html jako nowego sposobu zasilania statków kosmicznych, który mógłby wpłynąć na przyszłość podróży kosmicznych. Opublikowane w czasopiśmie International Journal of Thermofluids badania analizują pomysł, że silniki napędzane antymaterią mogą umożliwić podróże międzygwiezdne w ciągu jednego ludzkiego życia - coś, co do tej pory było bardziej marzeniem science-fiction.

Badanie dotyczy niesamowitego potencjału energetycznego antymaterii - około 9 × 10¹⁶ dżuli na kilogram, uwalnianych ze 100-procentową wydajnością, gdy antymateria spotyka się ze zwykłą materią. Z tej energii około 70 procent można wykorzystać do napędzania statku kosmicznego, co czyni go znacznie bardziej wydajnym niż jakakolwiek obecna technologia napędowa.

Dla porównania, zaledwie 1 gram anty-wodoru reagującego ze zwykłym wodorem wygenerowałby energię wystarczającą do zasilenia 23 promów kosmicznych. Taki zastrzyk energii jest około 10 miliardów razy silniejszy niż tradycyjne spalanie wodoru z tlenem i około 300 razy bardziej intensywny niż reakcje termojądrowe zachodzące w jądrze Słońca.

Ale nie wszystko idzie gładko - istnieją pewne ogromne wyzwania. Po pierwsze, wytwarzanie i przechowywanie antymaterii jest niezwykle trudne. Miejsca takie jak akceleratory cząstek CERN mogą wyprodukować tylko około 10 nanogramów antymaterii rocznie, co kosztuje miliony dolarów.

Następnie pojawia się problem przechowywania. Ponieważ antymateria i normalna materia anihilują się nawzajem w kontakcie, antymateria musi być przechowywana w próżni przy użyciu potężnych pułapek elektromagnetycznych. Nawet przy użyciu najlepszych obecnie konfiguracji, udało nam się utrzymać antymaterię w zamknięciu tylko przez około 16 minut - nie jest to idealne rozwiązanie dla misji kosmicznych.

W badaniu przeanalizowano również kilka potencjalnych projektów silników:

• Beam Core Systems: Mogłyby one osiągać prędkości do 10 milionów metrów na sekundę poprzez wystrzeliwanie naładowanych cząstek przez dysze magnetyczne.
• Systemy rdzenia plazmowego: Dzięki solidnemu połączeniu wydajności i mocy, silniki te mogą sprawić, że podróż do Układu Słonecznego zajmie dni lub tygodnie zamiast lat.
• Systemy z rdzeniem gazowym i stałym: Zapewniają większy ciąg, ale nie lecą tak daleko, co czyni je lepszymi do krótszych podróży.

Oprócz dużej mocy, silniki na antymaterię mogą być również lepsze dla środowiska. W przeciwieństwie do rakiet wykorzystujących zwykłe paliwo lub energię jądrową, nie wytwarzałyby one emisji dwutlenku węgla ani odpadów radioaktywnych. Wciąż jednak skalowanie tej technologii jest ogromnym "co by było gdyby" w tym momencie.

Naukowcy mają nadzieję, że przy wystarczającej ilości czasu i wysiłku, w końcu wymyślimy, jak wydajniej produkować i przechowywać antymaterię. Chociaż daleko nam jeszcze do jej praktycznego wykorzystania, technologia ta może pewnego dnia otworzyć drzwi do podróży kosmicznych, jakich nigdy sobie nie wyobrażaliśmy - umożliwiając nam eksplorację odległych gwiazd, do których obecne systemy napędowe nie mogą nawet marzyć.