Ако желите да направите снажан свемирски брод, ништа боље од антиматерије. НАСА-ин институт за напредне концепте финансира тим истраживача како би испробали и дизајнирали свемирску летјелицу против антиматерије која би могла избјећи неке од тих проблема.
Већина поштујућих звезда у причама научне фантастике користи анти материју као гориво са добрим разлогом - то је најснажније познато гориво. Док су тоне хемијског горива потребне за покретање људске мисије на Марс, само десетине милиграма антиматерије ће учинити (миллиграм је отприлике хиљаду тежине дела оригиналног М&М бомбона).
Међутим, у стварности ова моћ долази са ценом. Неке антиматеријске реакције производе експлозије високоенергетских гама зрака. Гама зраци су попут рендгенских зрака на стероидима. Они продиру у материју и разбијају молекуле у ћелијама, тако да није здраво да буду у близини. Високоенергетске гама зраке такође могу учинити моторе радиоактивним фрагментацијом атома материјала мотора.
НАСА-ин институт за напредне концепте (НИАЦ) финансира тим истраживача који раде на новом дизајну свемирског брода који покреће антиматерију и који избегава ову неугодну нуспојаву стварањем гама зрака са много нижом енергијом.
Антиматерија се понекад назива зрцалном сликом нормалне материје јер, иако изгледа као обична материја, нека својства су обрнута. На пример, нормални електрони, познате честице које носе електричну струју у свему, од мобилних телефона до плазма телевизора, имају негативан електрични набој. Анти-електрони имају позитиван набој, па су их научници назвали „позитрони“.
Када се антиматерија сусреће са материјом, обојица се уништавају у трен ока. Ово потпуно претварање у енергију чини антиматерију тако моћном. Чак су и нуклеарне реакције које снаге атомске бомбе долазе у удаљеној секунди, са само око три процента њихове масе претворено у енергију.
Претходни дизајнирани свемирски бродови против антиматерије користили су антипротоне, који производе високо-енергетске гама зраке када се униште. У новом дизајну биће коришћени позитрони, који стварају гама зраке са око 400 пута мање енергије.
Истраживање НИАЦ-а је прелиминарна студија која треба видети да ли је та идеја изведива. Ако изгледа обећавајуће и на располагању су средства за успешан развој технологије, свемирски брод са позитронским бројем имао би пар предности у односу на постојеће планове за људску мисију на Марс, која се зове Марс Референце Миссион.
"Најзначајнија предност је већа сигурност", рекао је др Гералд Смитх из компаније Поситроницс Ресеарцх, ЛЛЦ, у Санта Фе-у, Нев Мекицо. Тренутна референтна мисија позива на нуклеарни реактор да покрене свемирски брод на Марс. Ово је пожељно јер нуклеарни погон смањује вријеме путовања до Марса, повећавајући сигурност посаде смањујући њихову изложеност космичким зракама. Такође, свемирски брод са хемијским погоном тежи много више и кошта више. Реактор такође пружа довољно снаге за трогодишњу мисију. Али нуклеарни реактори су сложени, па би још више ствари могло поћи по злу током мисије. "Међутим, реактор позитрона нуди исте предности, али је релативно једноставан," рекао је Смитх, водећи истраживач НИАЦ студије.
Такође, нуклеарни реактори су радиоактивни и након што се њихово гориво потроши. Након што брод стигне на Марс, планови референтне мисије су усмјерити реактор у орбиту која се неће сусрести са Земљом најмање милион година, када ће се преостало зрачење смањити на сигурне нивое. Међутим, не остаје остатак зрачења у позитронском реактору након што се гориво потроши, тако да нема бриге у вези с тим да ли би потрошени позитронски реактор случајно поново ушао у Земљину атмосферу, тврди тим.
Биће сигурније и лансирање. Ако ракета која носи нуклеарни реактор експлодира, она може пустити радиоактивне честице у атмосферу. „Наша позитронска свемирска летјелица испуштала би бљесак гама-зрака када би експлодирала, али гама зраци би нестали у трену. Не би било радиоактивних честица које би се мотале на ветру. Блиц ће такође бити ограничен на релативно мало подручје. Зона опасности била би око километар (око пола миље) око свемирске летјелице. Обична велика хемијска ракета има опасну зону приближно исте величине, због велике ватрене кугле која би настала њеном експлозијом “, рекао је Смитх.
Друга значајна предност је брзина. Свемирска летелица Референтна мисија одвела би астронауте на Марс за око 180 дана. "Наши напредни дизајни, попут гасног језгра и аблативних концепција мотора, могли би да одведу астронауте на Марс у половини тог времена, а можда чак и за само 45 дана", рекао је Кирби Меиер, инжењер из те студије о Позитроницс Ресеарцх.
Напредни мотори то раде тако што раде вруће, што повећава њихову ефикасност или „специфични импулс“ (Исп). Исп је ракетна километража "миља по галону": што је већи Исп, бржи можете пријећи прије него што потрошите гориво. Најбоље хемијске ракете, попут НАСА-иног главног свемирског шатла, достижу око 450 секунди, што значи да ће килограм горива створити килограм потиска за 450 секунди. Нуклеарни или позитронски реактор може да траје преко 900 секунди. Аблативни мотор, који се полако испарава да би створио потисак, могао би да прође чак 5.000 секунди.
Један технички изазов за стварност позитронског свемирског брода је трошак производње позитрона. Због свог спектакуларног дејства на нормалну материју, нема пуно антиматерије која седи около. У свемиру се ствара у сударима честица велике брзине зване космичке зраке. На Земљи, то мора да се створи у акцелераторима честица, огромним машинама које заједно разбијају атоме. Машине се обично користе да открију како свемир функционише на дубоком, фундаменталном нивоу, али могу да се искористе као фабрике антиматерија.
"Груба процена да се произведе 10 милиграма позитрона потребних за људску мисију на Марсу износи око 250 милиона долара коришћењем технологије која је тренутно у фази развоја", рекао је Смит. Овај трошак може изгледати висок, али мора се узети у обзир додатни трошак за лансирање тешке ракете хемикалија (тренутни трошкови лансирања крећу се око 10 000 долара по фунти) или трошкова за гориво и безбедност нуклеарног реактора. "На основу искуства са нуклеарном технологијом, чини се разумним очекивати да ће се трошкови производње позитрона спустити с више истраживања", додао је Смитх.
Други изазов је складиштење довољно поситрона у малом простору. Будући да уништавају нормалну материју, не можете их једноставно ставити у боцу. Уместо тога, морају бити садржани са електричним и магнетним пољем. „Осјећамо се сигурним да ће се са посебним програмом за истраживање и развој ови изазови моћи превазићи“, рекао је Смитх.
Ако је то случај, можда ће први људи који су стигли на Марс стићи у свемирским бродовима које покреће исти извор који је испалио свемирске бродове широм свемира наших снова научне фантастике.
Изворни извор: НАСА Невс Релеасе
