Jeśli chodzi o przyszłość eksploracji kosmosu, jednym z największych pytań jest: „jak i kiedy będziemy podróżować do najbliższej gwiazdy?” I chociaż agencje kosmiczne zastanawiają się nad tym pytaniem i przedstawiają propozycje od dziesięcioleci, żadna z nich nie wykroczyła poza etap teorii. W większości ich wysiłki koncentrowały się na możliwych misjach na Marsa i do zewnętrznego Układu Słonecznego.
Ale są tacy ludzie, jak dr Gerald Jackson, którzy pracują nad tym, aby misja międzygwiezdna była możliwa w najbliższej przyszłości. On i jego zespół badawczy, które w przeszłości były finansowane przez NASA, chcą stworzyć silnik antymaterii, który będzie w stanie osiągnąć (lub przekroczyć) 5% prędkości światła. W tym celu rozpoczęli kampanię Kickstarter, aby sfinansować swoje wysiłki.
W miarę rozwoju zaawansowanych koncepcji napędowych antymateria ma na to wiele do zaoferowania. W miarę upływu czasu ma on najwyższą energię właściwą spośród wszystkich znanych metod, 100 razy więcej niż reakcje rozszczepienia / syntezy jądrowej i 10 miliardów razy więcej niż propelenty chemiczne. Jest również najbardziej ekonomiczny pod względem zużycia paliwa, wymagając zaledwie miligramów antymaterii do wytworzenia takiej samej ilości energii jak tony paliwa chemicznego.
Zazwyczaj ta teoretyczna koncepcja opiera się na zderzeniu wodoru z przeciwwodnikiem (które mają tę samą masę, ale przeciwny ładunek) w celu wytworzenia ciągu. Proces ten uwalnia energię i deszcz cząstek (pionów i mionów), które mogą być kierowane przez dyszę magnetyczną w celu wytworzenia ciągu.
I podczas gdy laboratoria takie jak CERN produkują antymaterię i prowadzone są badania nad przechowywaniem na dużą skalę, nie istnieją żadne systemy napędowe, które mogłyby zmienić antymaterię w ciąg. Dr Jackson, absolwent Cornell University, ma nadzieję to zmienić. Przed wejściem do sektora prywatnego Jackson pracował przez 14 lat jako fizyk akcelerator w Fermi National Accelerator Laboratory.
W 2002 r. Współtworzył spółkę z ograniczoną odpowiedzialnością (HBar Technologies) w celu rozwijania komercyjnych rynków antymaterii. W 2002 r. NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) przyznał dr. Jacksonowi i jego firmie 75 000 USD na opracowanie koncepcji misji, która mogłaby przemierzyć 250 jednostek AU w ciągu 10 lat i przy dostawie paliwa 10 kg.
Te specyfikacje zasadniczo wymagały stworzenia rakiety antymaterii, która mogłaby podróżować aż do heliopauzy w ciągu dekady. Rezultatem była koncepcja napędu, która polegała na wiązce, która wystrzeliłaby skierowane antyprotony na żagiel, aby wygenerować napęd. Żagiel miałby średnicę 5 metrów i składałby się z podkładu węglowego z jednej strony i folii uranowej z drugiej (o grubości odpowiednio 15 i 296 mikronów).
Kiedy puls antyprotonów jest anihilowany względem niewielkiej części strony uranu, powstałe rozszczepienie powoduje rozpęd. Jak dr Jackson wyjaśnił Space Magazine za pośrednictwem poczty elektronicznej:
„Należy pamiętać, że antyprotony mają ujemny ładunek elektryczny, podobny do elektronu. Kiedy antyprotony wchodzą do żagla, wypierają elektron krążący wokół jądra uranu. Ponieważ antyprotony i elektrony nie dzielą żadnych liczb kwantowych, antyproton natychmiast spada kaskadowo do atomowego stanu podstawowego, powodując wysokie prawdopodobieństwo interakcji między antyprotonem a protonem lub neutronem w jądrze.
„Przeciętnie zdarzenie rozszczepienia powoduje utworzenie dwóch jąder potomnych o mniej więcej równej masie. Te córki podróżują w przeciwnych kierunkach z energią kinetyczną 1 MeV na proton lub neutron. Ponieważ córki są naładowane, ta podróżująca dalej do żagla jest pochłaniana, a transfery pędem do przodu. Druga córka leci w kosmos z prędkością spalin 4,6% prędkości światła. Ten selektywny transfer pędu jest pchnięty ”.
Niestety, z uwagi na ówczesne otoczenie budżetowe, NIAC został zmuszony do anulowania finansowania po przyznaniu drugiej rundy. Z tego powodu dr Jackson i jego koledzy szukają teraz publicznego poparcia, aby mogli zakończyć pracę nad eksperymentalnym żaglem i przygotować go do ekspozycji na wiązkę antyprotonu.
Podobnie jak Project Starshot (którego potwierdzają na stronie kampanii), Jackson i jego zespół starają się stworzyć międzygwiezdną propozycję misji, która nie obejmuje skrótów (tj. Napęd warp, tunele czasoprzestrzenne, bramy gwiezdne itp.). Starshot, jak pamiętacie, wymaga statku waflowego i napędzanego laserowo żagla świetlnego, który byłby w stanie osiągnąć prędkość do 20% prędkości światła, dzięki czemu podróż do Alpha Centauri za 20 lat.
Podobnie żagiel napędzany antyprotonami, który mógłby osiągnąć prędkość 5% prędkości światła lub więcej, byłby w stanie dotrzeć do Alpha Centauri (lub Proxima Centauri) za około 90 lat. Przez cały czas leżąca za nim nauka pozostawałaby w sferze ustalonej fizyki, pozostając w zgodzie z prawami dynamiki Newtona i teorią szczególnej teorii względności Einsteina.
„Rewolucyjnym aspektem żagla napędzanego antymaterią jest to, że antymateria nie jest paliwem, lecz świecą zapłonową, która inicjuje reakcje rozszczepienia” - powiedział Jackson. „Ponieważ reakcje rozszczepienia mogą wytwarzać ciąg bez ciężkiej osłony lub innych struktur, masa układu napędowego może być porównywalna z masą pakietu instrumentów.”
Aby zrealizować swój projekt, Jackson i jego koledzy mają nadzieję zebrać 200 000 USD. Jeśli okażą się sukcesem, mają nadzieję przeprowadzić kampanie uzupełniające, aby sfinansować serię eksperymentów sprawdzających, demonstracji pamięci i szczegółów misji. Ostatecznie ich celem jest jedynie urzeczywistnienie napędu antymaterii, który, jak mają nadzieję, pewnego dnia poprowadzi misję międzygwiezdną.
„Oczekujemy, że kampanie te dostarczą danych potrzebnych do przekonania ludzi do sfinansowania pełnej produkcji antymaterii i rzeczywistej misji do pobliskiego układu słonecznego” - dodał Jackson. „Celem tych wczesnych misji międzygwiezdnych jest dostarczenie informacji o tych innych układach słonecznych, takich jak to, czy są one nadające się do zamieszkania, czy zamieszkałe. Jeśli to drugie, będziemy chcieli studiować te formy życia lub wchodzić w interakcje z nimi w kolejnych misjach. Jeśli mieszkają i nie zamieszkują, potrzebujemy wystarczających informacji, aby zapewnić powodzenie załogowej misji migracyjnej. ”
W chwili pisania tego artykułu Jackson i jego koledzy zgromadzili 672 USD z 200 000 USD. Jednak kampania rozpoczęła się zaledwie kilka dni temu i pozostanie otwarta przez kolejne 25 dni. Osoby zainteresowane śledzeniem swoich postępów lub zainteresowane darowiznami na swoją sprawę, sprawdź poniższe linki.
