Antimadde motorları insanları sadece birkaç yıl içinde nasıl diğer yıldızlara uçurabilir?

[™ Admin]

Antimadde motorları insanları sadece birkaç yıl içinde nasıl diğer yıldızlara uçurabilir?

Antimadde motorları insanlığın yıldızlararası yolculuğa bileti olabilir.
Antimadde parçacıkları normal maddeyle temasa geçtiğinde büyük miktarda enerji üretir.

Bu enerji, eğer onu kullanmayı öğrenirsek, bizi sadece birkaç hafta içinde Plüton'a ulaştırabilir.

Yıldızlararası seyahat, insanlığın bilim kurguda başardığı bir şeydir; yıldız sistemleri arasında seyahat etmek için antimadde motorlarını kullanan Star Trek'in USS Enterprise'ı gibi.

Ancak antimadde sadece bir bilim kurgu kinayesi değil. Antimadde gerçekten var.

Elon Musk antimadde gücünü "yıldızlararası yolculukların bileti" olarak adlandırdı ve Ryan Weed gibi fizikçiler bundan nasıl yararlanılacağını araştırıyorlar.

Antimadde, neredeyse normal maddeye benzeyen fakat zıt elektrik yüküne sahip parçacıklardan oluşur. Bu, antimaddenin normal maddeyle temas ettiğinde hem yok olacağı hem de muazzam miktarda enerji üretebileceği anlamına geliyor.

Antimadde itiş sistemi geliştirmek için çalışan bir şirket olan Positron Dynamics'in kurucu ortağı ve CEO'su Weed, Business Insider'a şöyle konuştu: "Antimadde ve maddenin yok edilmesi, kütleyi doğrudan enerjiye dönüştürür."

Sadece bir gram antimadde nükleer bombaya eşdeğer bir patlama yaratabilir. Bazıları bunun bizi daha önce kimsenin gitmediği yerlere rekor hızda cesurca götürebilecek türden bir enerji olduğunu söylüyor.

Rekor hızda uzay yolculuğu

Tüm bu enerjinin faydası, uzay aracını son derece yüksek hızlarda hızlandırmak veya yavaşlatmak için kullanılabilmesidir.

Örneğin en yakın yıldız sistemimiz olan ve yaklaşık 4,2 ışıkyılı uzaklıktaki Proxima'ya bir gezi yapalım.

Weed, 2016'da bir antimadde motorunun bir uzay aracını teorik olarak 1g (saniyede 9,8 metre kare) hızlandırarak bizi sadece beş yılda Proxima'ya ulaştırabileceğini söyledi. Bu, tarihteki en hızlı uzay aracından biri olan Voyager 1'in alacağı hızdan 8.000 kat daha hızlı. NASA'ya göre mesafenin yaklaşık yarısını kat etmek.

Weed, kendi güneş sistemimizde bile, antimaddeyle çalışan bir uzay aracının Plüton'a, NASA'nın Yeni Ufuklar sondasının varması için gereken 9,5 yıla kıyasla 3,5 haftada ulaşabileceğini söyledi.

Neden antimadde motorlarımız yok?

Muazzam yeteneklerine rağmen antimadde motorlarına sahip olmamamızın nedeni teknolojiden değil maliyetten kaynaklanıyor.

Fermilab'da antimadde projelerinde çalışan hızlandırıcı fizikçisi Gerald Jackson, 2016'da Forbes'a, yeterli finansmanla on yıl içinde bir antimadde uzay aracı prototipine sahip olabileceğimizi söyledi.

Temel teknoloji orada. Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcılarıyla donanmış fizikçiler antiprotonlar ve antihidrojen atomları ürettiler.

Sorun şu ki, bu tür bir antimaddenin üretimi inanılmaz derecede pahalı. Dünyadaki en pahalı madde olarak kabul ediliyor. Jackson bize bir antimadde makinesinin yapımının ve bakımının ne kadara mal olacağı konusunda bir fikir verdi.

Jackson, ışık hızını %1 ila %10 oranında hızlandıran uzay aracını yavaşlatacak bir antimadde uzay yelkeni konsepti üzerinde çalışan Hbar Technologies'in kurucusu, başkanı ve CEO'sudur; uzak bir yıldızın yörüngesine girmek için kullanışlı bir tasarımdır. incelemek istediğiniz gezegen veya ay.

Jackson, yılda 20 gram antimadde üretebilecek asimetrik bir proton çarpıştırıcısı tasarladığını söyledi.

Jackson, BI'ya şöyle konuştu: "Işık hızının %2'si hızında hareket eden 10 kilogramlık bir bilimsel paket için, uzay aracının hızını yavaşlatmak ve onu Proxima Centauri etrafındaki yörüngeye enjekte etmek için 35 gram antimaddeye ihtiyaç var."

Antimadde üretiminin muazzam enerji ihtiyacı için bir güneş enerjisi santrali inşa etmenin 8 milyar dolar alacağını ve işletmesinin yıllık 670 milyon dolara mal olacağını söyledi.

Fikir şimdilik bundan ibaret. Jackson, "Gelişmiş uzay itki konseptleri için şu anda ciddi bir fon yok" dedi.

Ancak antimadde üretmenin başka yolları da var. Weed'in çalışmalarına odaklandığı yer burasıydı.

Weed'in konsepti, elektronun antimadde versiyonu olan pozitronları içeriyor.

Farklı türde bir antimadde motoru

Weed, pozitronların "antiprotonlardan birkaç bin kat daha hafif olduğunu ve yok etme sırasında o kadar fazla etki oluşturmadığını" söyledi.

Ancak avantajı, doğal olarak meydana gelmeleri ve dev bir hızlandırıcıya ve milyarlarca dolara ihtiyaç duymamalarıdır.

Weed'in antimadde tahrik sistemi, doğal olarak pozitronlar yayan kripton elementinin bir formu olan kripton-79'u kullanacak şekilde tasarlandı.

Motor sistemi önce kripton-79'dan yüksek enerjili pozitronları toplayacak ve ardından bunları normal madde katmanına yönlendirerek yok etme enerjisi üretecek. Bu enerji daha sonra uzay aracı için itme kuvveti oluşturacak güçlü bir füzyon reaksiyonunu tetikleyecektir.

Pozitronları elde etmek, antimaddenin daha güçlü formlarından daha ucuz olsa da, onları kullanmak zordur çünkü oldukça enerjiktirler ve yavaşlatılmaları veya "denetlenmeleri" gerekir. Weed, uzayda test edilecek bir prototip oluşturmanın maliyet açısından hala ulaşılamaz olduğunu söyledi.

Tüm antimadde itki tasarımları için durum böyledir. Onlarca yıldır bilim insanları düzinelerce kavram önerdiler ama bunların hiçbiri meyve vermedi.

Örneğin, 1953'te Avusturyalı fizikçi Eugen Sänger, pozitron yok etme enerjisiyle çalışacak bir "foton roketi" önerdi. Ve 80'lerden bu yana, itme kuvveti sağlamak için sıvıyı, gazı veya plazmayı ısıtmak için antimaddeyi kullanacak termal antimadde motorlarından bahsediliyor.

Weed, motor konsepti hakkında şunları söyledi: "Bu bilim kurgu değil, ancak kayda değer bir 'görev çekimi' gerçekleşene kadar onun uçtuğunu görmeyeceğiz."

Çalışabilir mi?

Astrofizikçi ve "Bir Uzay Adamına Sor" podcast'inin sunucusu Paul M. Sutter BI'a, Weed'in konseptini bir yıldız gemisi ölçeğinde oluşturmak için "şeytan mühendislik ayrıntılarında gizlidir" dedi.

Sutter, "Gerçekten muazzam miktarda enerji kullanan, mükemmel denge ve kontrol gerektiren bir cihazdan bahsediyoruz" dedi.

Genel olarak bu muazzam enerji, bizi uzay yolculuğunda devrim yaratmaktan alıkoyan başka bir engeldir. 90'larda NASA ile antimadde konseptleri üzerinde çalışan fizikçi Steve Howe, BI'ya, test sırasında "eğer bir şeyler ters giderse, bunlar büyük patlamalardır" dedi.

Ay'ın iyi bir test üssü olabileceğini düşünen Howe, "Dolayısıyla, biyosferi tehdit etmeyen ama yine de bunları geliştirmemize izin veren yüksek enerji yoğunluğuna sahip sistemleri test etme yeteneğine ihtiyacımız var" dedi. "Ve eğer bir şeyler ters giderse, Dünya'yı değil, Ay'ın bir parçasını eritmiş olursunuz" diye ekledi.

Antimadde, üzerinde çalışan herkesin hayal gücünü ortaya çıkarma eğilimindedir. Sutter, "Ancak onu uzaya daha da taşımak için çılgın ama makul fikirlere ihtiyacımız var, bu yüzden araştırmaya değer" dedi.

Weed de aynı düşünceyi tekrarlıyor ve şunu söylüyor: "Kuiper Kuşağı'na, Güneş Yerçekimi Merceği'ne veya Alfa Centauri'ye gerçekten hızlı bir şekilde ulaşmak için zorlayıcı bir neden bulunana kadar - ya da belki de büyük asteroitleri madencilik için geri döndürmeye çalışana kadar - ilerleme yavaş olmaya devam edecek." bu alan."

Kaynak: Business Insider