Avaruustutkimuksen tulevaisuuden suhteen yksi suurimmista kysymyksistä on, "kuinka ja milloin matkustamme lähimpään tähtiin?" Ja vaikka avaruusjärjestöt ovat pohtineet tätä kysymystä ja esittäneet ehdotuksia vuosikymmenien ajan, yksikään niistä ei ole edennyt teoriavaiheen ulkopuolelle. Suurin osa heidän pyrkimyksistään on keskittynyt mahdollisiin matkoihin Marsiin ja ulkoiseen aurinkokuntaan.
Mutta jotkut ihmiset, kuten tohtori Gerald Jackson, pyrkivät tekemään tähtienvälisen operaation mahdolliseksi lähitulevaisuudessa. Hän ja hänen tutkimusryhmänsä, joita NASA on aiemmin rahoittanut, haluavat luoda antimateriaalimoottorin, joka kykenee saavuttamaan (tai ylittämään) 5% valon nopeuden. Tätä varten he ovat käynnistäneet Kickstarter-kampanjan rahoittaakseen ponnistelujaan.
Kun edistyneet työntökonseptit menevät, antimateriaalilla on varsin paljon hyötyä siitä. Kun työntövoima menee, sillä on kaikkien tunnettujen menetelmien suurin ominaisenergia, 100 kertaa enemmän kuin fissio / fuusioreaktiot ja 10 miljardia kertaa enemmän kuin kemialliset ponneaineet. Se on myös polttoainetaloudellisin, sillä se vaatii vain milligrammia antimateriaalia tuottamaan saman määrän energiaa kuin tonni kemiallista polttoainetta.
Tyypillisesti tämä teoreettinen käsite nojaa vedyn ja antigeenin (joilla on sama massa, mutta vastaava varaus) väliseen törmäykseen työntövoiman tuottamiseksi. Tämä prosessi vapauttaa energian ja hiukkasten (pionit ja muonit) suihkun, jotka voidaan kanavoida magneettisella suuttimella työntövoiman tuottamiseksi.
Ja vaikka laboratoriot, kuten CERN, ovat tuottaneet antimateriaa, ja tutkimusta tehdään suurten varastojen varalta, ei ole propulsiojärjestelmiä, jotka voisivat muuttaa antimateriaalin työntövoimaksi. Cornellin yliopistosta valmistunut tohtori Jackson haluaa muuttaa sitä. Ennen siirtymistään yksityiselle sektorille Jackson työskenteli kiihdytysfyysikkona Fermin kansallisessa kiihdytinlaboratoriossa 14 vuotta.
Vuonna 2002 hän perusti osakeyhtiön (HBar Technologies), joka kehitti antimateriaalin kaupallisia markkinoita. Vuonna 2002 NASA: n edistyneiden käsitteiden instituutti (NIAC) myönsi tohtorille Jacksonille ja hänen yritykselleen 75 000 dollaria kehittääkseen toimintakonseptin, joka voisi kulkea 250 AU: n tilan 10 vuoden sisällä ja jonka polttoaineen määrä on 10 kg.
Nämä spesifikaatiot vaativat pääasiassa antimateriaalien rakettien luomista, jotka voisivat kulkea heliopauksen ylitse vuosikymmenen kuluessa. Tuloksena oli käyttövoimakonsepti, joka luottaa palkkiin, joka ampui kohdistettuja antiprotoneja purjeelle propulsion tuottamiseksi. Tämän purjeen halkaisija olisi 5 metriä ja se koostuisi hiilitausta toiselta puolelta ja uraanifolion toiselta puolelta (paksuus vastaavasti 15 ja 296 mikronia).
Kun antiprotonien pulssi tuhoaa pienen osan uraanipuolelta, syntyvä fissio aiheuttaa vauhtia. Kuten tohtori Jackson selitti Space Magazinelle sähköpostitse:
”Huomaa, että antiprotoneilla on negatiivinen sähkövaraus, samanlainen kuin elektronilla. Kun antiprotonit saapuvat purjeen, ne syrjäyttävät uraanin ytimen kiertävän elektronin. Koska antiprotoneilla ja elektroneilla ei ole mitään kvanttilukuja, antiprotoni kaskistuu välittömästi atomin perustilaan aiheuttaen suuren mahdollisuuden interaktioon antiprotonin ja joko protonin tai neutronin välillä ytimessä.
Keskimäärin fissio-tapahtuma johtaa kahden tytärydän luomiseen, joiden massa on suunnilleen yhtä suuri. Nämä tyttäret kulkevat vastakkaisiin suuntiin kineettisen energian ollessa 1 MeV protonia tai neutronia kohti. Koska tyttäriä on ladattu, purjeelle matkalla oleva absorboituu ja siirrot ovat eteenpäin. Toinen tytär lentää avaruuteen pakokaasunopeudella 4,6% valonopeudesta. Tämä vauvan valikoiva siirto on työntövoimaa. ”
Valitettavasti tuolloisen budjettiympäristön vuoksi NIAC pakotettiin peruuttamaan rahoituksensa toisen kierroksen myöntämisen jälkeen. Tämän vuoksi tohtori Jackson ja hänen kollegansa etsivät nyt julkista tukea, jotta he voivat lopettaa työnsä kokeellisella purjeella ja valmistella sitä altistumiseen antiprotonisäteelle.
Aivan kuten Project Starshot (jonka he tunnustavat kampanjasivullaan), Jackson ja hänen tiiminsä etsivät tähtienvälistä tehtäväehdotusta, johon ei liity pikakuvakkeita (ts. Loimilaite, madonreiät, tähtiportit jne.). Kuten ehkä muistatte, Starshot vaatii kiekkoveneen ja laserkäyttöisen valopurjeveneen, jotka pystyisivät saavuttamaan jopa 20% valon nopeudesta, jolloin matka Alpha Centauriin 20 vuodessa.
Samassa suhteessa antiprotonivetoinen purje, joka voisi saavuttaa 5%: n tai suuremman valonopeuden nopeudella, pystyisi saamaan sen Alpha Centauriin (tai Proxima Centauriin) noin 90 vuoden kuluttua. Sillä aikaa sen taustalla oleva tiede jää vakiintuneen fysiikan piiriin, joka on yhdenmukainen Newtonin liikettä säätelevien lakien ja Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian kanssa.
"Antimatterin ohjaaman purjeen vallankumouksellinen puoli on, että antimateria ei ole polttoainetta, vaan pikemminkin sytytystulppa, joka käynnistää halkeamisreaktiot", Jackson sanoi. "Koska fissioreaktiot voivat tuottaa työntövoiman ilman raskaita suojauksia tai muita rakenteita, käyttövoimajärjestelmän massa voi olla verrattavissa instrumenttipakkauksen massaan."
Nähdäkseen projektinsa läpi Jackson ja hänen kollegansa toivovat keräävänsä 200 000 dollaria. Jos he osoittautuvat onnistuneiksi, he toivovat aloittavansa seurantakampanjat, joilla rahoitetaan validointikokeita, varastoesittelyjä ja tehtävän yksityiskohtia. Loppujen lopuksi heidän päämääränsä ei ole muuta kuin tehdä maatalouden vastaisesta työntövoimasta todellisuutta, jonka he toivovat johtavan eräänä päivänä tähtienväliseen operaatioon.
"Odotamme, että nämä kampanjat tarjoavat tarvittavat tiedot ihmisten vakuuttamiseksi rahoittamaan täysimittaista antimaterian tuotantoa ja todellisen tehtävän lähellä olevaan aurinkokuntaan", Jackson lisäsi. ”Niiden varhaisten tähtienvälisten virkamatkojen tavoitteena on antaa tietoa näistä muista aurinkokunnan järjestelmistä, esimerkiksi siitä, ovatko ne asuttavia vai asuttuja. Jos jälkimmäinen, haluamme tutkia tai olla vuorovaikutuksessa näiden elämänmuotojen kanssa jatko-tehtävissä. Jos asuttava ja ei asuttu, tarvitsemme riittävästi tietoa miehitetyn muutto-operaation onnistumisen varmistamiseksi. "
Tämän artikkelin kirjoittamisen jälkeen Jackson ja hänen kollegansa ovat keränneet 672 dollaria 200 000 dollarin tavoitteestaan. Vain muutama päivä sitten käynnistetty kampanja on kuitenkin avoinna vielä 25 päivää. Alla olevista linkeistä löydät kiinnostuneita seuraamaan edistymistään tai kiinnostamaan lahjoittamista aiheeseensa.
