Недавнее исследование Университета ОАЭ рассматривает использование антиматерии в качестве нового способа питания космических кораблей, что может повлиять на будущее космических путешествий. Опубликованное в International Journal of Thermofluids, исследование изучает идею о том, что двигатели на антиматерии могут сделать возможными межзвездные путешествия в течение одной человеческой жизни — то, что до сих пор было скорее научно-фантастической мечтой.
Исследование изучает невероятный энергетический потенциал антиматерии — около 9 × 10¹⁶ джоулей на килограмм, высвобождаемый с эффективностью 100 процентов, когда антиматерия встречается с обычной материей. Из этой энергии около 70 процентов можно использовать для движения космического корабля вперед, что делает его намного более эффективным, чем любая современная технология движения.
В перспективе, всего 1 грамм антиводорода, реагирующий с обычным водородом, выделит достаточно энергии для питания 23 космических челноков. Это увеличение мощности примерно в 10 миллиардов раз сильнее, чем традиционное водородно-кислородное горение и примерно в 300 раз интенсивнее, чем реакции синтеза в ядре Солнца.
Но не все гладко — есть и огромные проблемы. Во-первых, создание и хранение антиматерии невероятно сложны. Такие места, как ускорители частиц ЦЕРНа, могут производить только около 10 нанограмм антиматерии в год, что стоит миллионы долларов.
Затем возникает проблема хранения. Поскольку антиматерия и обычная материя уничтожают друг друга при контакте, антиматерию приходится хранить в вакууме с использованием мощных электромагнитных ловушек. Даже при использовании лучших современных установок нам удалось удержать антиматерию только около 16 минут — не совсем идеально для космических миссий.
В исследовании также рассматриваются некоторые потенциальные конструкции двигателей:
- Системы с пучковым ядром: они могут развивать скорость с удельными импульсами до 10 миллионов метров в секунду, выстреливая заряженными частицами через магнитные сопла.
- Системы с плазменным сердечником: эти двигатели, сочетающие в себе высокую эффективность и мощность, могут позволить сократить время путешествия по Солнечной системе до нескольких дней или недель вместо нескольких лет.
- Системы с газовым сердечником и твердым сердечником: они обеспечивают большую тягу, но не так далеко, что делает их подходящими для коротких поездок.
Помимо того, что они мощные, двигатели на антиматерии также могут быть лучше для окружающей среды. В отличие от ракет, которые работают на обычном топливе или ядерной энергии, они не будут производить выбросы углерода или радиоактивные отходы. Тем не менее, масштабирование технологии — это огромное «что если» на данном этапе.
Исследователи надеются, что приложив достаточно времени и усилий, мы в конечном итоге найдем способ производить и хранить антиматерию более эффективно. Хотя мы далеки от практического использования, эта технология может когда-нибудь открыть дверь в космические путешествия, о которых мы даже не мечтали, — позволяя нам исследовать далекие звезды, о которых современные двигательные системы даже не мечтают.
Читайте также: Новая батарея увеличила дальность полета дрона на 40%