Когда речь идет о будущем освоения космоса, один из самых больших вопросов - «как и когда мы отправимся к ближайшей звезде?» И хотя космические агентства размышляли над этим вопросом и выдвигали предложения на протяжении десятилетий, ни одно из них не вышло за рамки теории. По большей части их усилия были сосредоточены на возможных миссиях на Марс и во внешнюю Солнечную систему.
Но есть некоторые люди, такие как доктор Джеральд Джексон, которые работают над тем, чтобы межзвездная миссия стала возможной в ближайшем будущем. Он и его исследовательская группа, которые в прошлом финансировались НАСА, стремятся создать антиматерный двигатель, способный достигать (или превышать) 5% скорости света. С этой целью они запустили кампанию Kickstarter для финансирования своих усилий.
По мере развития передовых концепций тяги, антивещество довольно много делает для этого. По ходу движения он обладает самой высокой удельной энергией из всех известных методов, в 100 раз больше, чем реакции деления / синтеза, и в 10 миллиардов раз больше, чем химические пропелленты. Это также самый экономичный расход топлива, требующий всего лишь миллиграммов антивещества для производства того же количества энергии, что и тонны химического топлива.
Как правило, эта теоретическая концепция опирается на столкновение между водородом и антиводородом (которые имеют одинаковую массу, но противоположный заряд) для создания тяги. Этот процесс высвобождает энергию и поток частиц (пионов и мюонов), которые могут направляться магнитным соплом для создания тяги.
И хотя лаборатории, такие как CERN, производят антивещество, и проводятся исследования в области крупномасштабного хранения, не существует движителей, которые могли бы превратить антивещество в тягу. Доктор Джексон, выпускник Корнельского университета, надеется изменить это. Прежде чем войти в частный сектор, Джексон работал физиком-ускорителем в Национальной ускорительной лаборатории Ферми в течение 14 лет.
В 2002 году он стал соучредителем компании с ограниченной ответственностью (HBar Technologies) с целью развития коммерческих рынков антиматерии. В 2002 году Институт передовых концепций НАСА (NIAC) наградил доктора Джексона и его компанию 75 000 долларов США за разработку концепции миссии, которая могла бы охватить 250 AU пространства в течение 10 лет и с запасом топлива 10 кг.
Эти спецификации в основном требовали создания ракеты-антивещества, которая могла бы перемещаться до гелиопаузы в течение десятилетия. Результатом стала концепция движителя, которая основывалась на луче, который запускал сфокусированные антипротоны на парус для генерации движителя. Этот парус имеет диаметр 5 метров и состоит из углеродной подложки с одной стороны и урановой фольги с другой (толщиной 15 и 296 микрон соответственно).
Когда импульс антипротонов аннигилирует против небольшого участка урановой стороны, результирующее деление вызывает импульс. Как доктор Джексон объяснил журналу Space по электронной почте:
«Обратите внимание, что антипротоны имеют отрицательный электрический заряд, похожий на электрон. Когда антипротоны входят в парус, они вытесняют электрон, вращающийся вокруг ядра урана. Поскольку антипротоны и электроны не имеют общих квантовых чисел, антипротон сразу же падает каскадно в основное атомное состояние, вызывая высокую вероятность взаимодействия между антипротоном и протоном или нейтроном внутри ядра.
«В среднем событие деления приводит к созданию двух дочерних ядер примерно равной массы. Эти дочери путешествуют в противоположных направлениях с кинетической энергией 1 МэВ на протон или нейтрон. Поскольку дочери заряжены, та, которая едет дальше в парус, поглощается и передает вперед импульс. Другая дочь летит в космос со скоростью выхлопа 4,6% от скорости света. Эта избирательная передача импульса является толчком ».
К сожалению, из-за бюджетных условий того времени NIAC был вынужден отменить свое финансирование после предоставления второго раунда. Из-за этого доктор Джексон и его коллеги теперь ищут общественную поддержку, чтобы они могли закончить свою работу на экспериментальном парусе и подготовить его к воздействию луча антипротона.
Так же, как Project Starshot (которого они признают на странице своей кампании), Джексон и его команда пытаются составить межзвездное предложение о миссии, которое не включает ярлыки (то есть, варп-драйв, червоточины, звездные врата и т. Д.). Старшот, как вы, возможно, помните, призывает к созданию вафельного корабля и светового паруса с лазерным приводом, который способен развивать скорость до 20% скорости света, что делает путешествие в Альфу Центавра за 20 лет.
В том же духе, парус с антипротонным приводом, который мог достигать скорости 5% и более, мог бы добраться до Альфы Центавра (или Проксимы Центавра) примерно через 90 лет. В то же время наука, стоящая за ней, останется в рамках устоявшейся физики, что соответствует законам движения Ньютона и теории особой относительности Эйнштейна.
«Революционный аспект паруса с антиматерией заключается в том, что антиматерия - это не топливо, а свеча зажигания, которая инициирует реакции деления», - сказал Джексон. «Поскольку реакции деления могут создавать тягу без тяжелой защиты или других конструкций, масса двигательной установки может быть сопоставима с массой комплекта инструментов».
Чтобы довести свой проект до конца, Джексон и его коллеги надеются собрать 200 000 долларов. Если они окажутся успешными, они надеются организовать последующие кампании, чтобы финансировать серию проверочных экспериментов, демонстраций хранилищ и деталей миссии. В конце концов, их цель - не что иное, как претворить в жизнь движение антиматерии, которое, как они надеются, однажды приведет к межзвездной миссии.
«Мы ожидаем, что эти кампании предоставят данные, необходимые, чтобы убедить людей финансировать полномасштабное производство антивещества и реальную миссию в соседнюю солнечную систему», - добавил Джексон. «Цель этих ранних межзвездных миссий - предоставить информацию об этих других солнечных системах, например, о том, обитаемы они или обитаемы. Если последнее, мы захотим изучать или взаимодействовать с этими формами жизни в последующих миссиях. Если мы обитаемы и не заселены, нам нужна достаточная информация, чтобы обеспечить успех пилотируемой миграционной миссии ».
На момент написания этой статьи Джексон и его коллеги собрали 672 доллара из своей цели в 200 тысяч долларов. Однако кампания стартовала всего несколько дней назад и останется открытой еще 25 дней. Для тех, кто заинтересован в том, чтобы следить за их прогрессом или заинтересован в том, чтобы внести свой вклад в дело, перейдите по ссылкам ниже.
