Движитель из антиматерии: Будущее межзвездных путешествий

В недавнем исследовании, проведенном в Университете ОАЭ, рассматривается использование антивещества https://www.techspot.com/news/105998-antimatter-rockets-could-make-interstellar-travel-reality-300x.html в качестве нового способа питания космических кораблей, что может повлиять на будущее космических путешествий. В исследовании, опубликованном в International Journal of Thermofluids, рассматривается идея о том, что двигатели, работающие на антиматерии, могут сделать межзвездные путешествия возможными в течение одной человеческой жизни - то, что до сих пор было скорее фантастической мечтой.

В исследовании изучается невероятный энергетический потенциал антиматерии - около 9 × 10¹⁶ джоулей на килограмм, который высвобождается со 100% эффективностью, когда антиматерия встречается с обычной материей. Из этой энергии около 70% может быть использовано для приведения в движение космического корабля, что делает его гораздо более эффективным, чем любые существующие технологии приведения в движение.

В перспективе, всего 1 грамм антиводорода, реагирующего с обычным водородом, выработает достаточно энергии, чтобы привести в движение 23 космических челнока. Это примерно в 10 миллиардов раз сильнее, чем традиционное сгорание водорода и кислорода, и примерно в 300 раз интенсивнее, чем реакции синтеза в ядре Солнца.

Но не все так гладко - есть несколько огромных проблем. Во-первых, создание и хранение антиматерии - невероятно сложная задача. Ускорители частиц в ЦЕРНе могут производить только около 10 нанограммов антиматерии в год, что обходится в миллионы долларов.

Затем возникает проблема хранения. Поскольку антиматерия и обычная материя аннигилируют друг с другом при контакте, антиматерию необходимо хранить в вакууме, используя мощные электромагнитные ловушки. Даже с самыми лучшими установками на сегодняшний день нам удается удерживать антиматерию в вакууме лишь около 16 минут - не самый лучший вариант для космических полетов.

В исследовании также рассматриваются некоторые потенциальные конструкции двигателей:

• Системы с пучковым ядром: Они могут развивать скорость до 10 миллионов метров в секунду, выстреливая заряженные частицы через магнитные сопла.
• Системы с плазменным ядром: Солидное сочетание эффективности и мощности, эти двигатели могут сделать так, что путешествия по Солнечной системе будут занимать дни или недели вместо лет.
• Системы с газовым и твердым ядром: Они обеспечивают большую тягу, но не так далеко, поэтому их лучше использовать для более коротких путешествий.

Помимо того, что двигатели на антиматерии мощные, они также могут быть лучше для окружающей среды. В отличие от ракет, работающих на обычном топливе или ядерной энергии, они не будут производить выбросы углерода или радиоактивные отходы. Тем не менее, масштабирование технологии на данный момент является огромным "а вдруг".

Исследователи надеются, что при достаточном количестве времени и усилий мы в конце концов поймем, как производить и хранить антиматерию более эффективно. Хотя до практического применения еще очень далеко, эта технология может однажды открыть нам путь к космическим путешествиям, которые мы никогда не представляли себе - мы сможем исследовать далекие звезды, до которых нынешние двигательные системы даже не могут дотянуться.