Były fizyk Fermilab chce zbudować przełomowy silnik antymaterialny

Kategorie: 

Źródło: Flickr/Kenny Mitchell/CC BY-NC-ND 2.0

Dzisiejsza technologia umożliwia nam dotarcie jedynie na Księżyc oraz na Marsa. Chodzi oczywiście o misje załogowe. Jednak aby opuścić wewnętrzny obszar naszego systemu planetarnego i sięgnąć np. Plutona czy odległe, obce nam planety pozasłoneczne, będziemy potrzebowali czegoś potężniejszego. Gerald Jackson, były fizyk Fermilab (Państwowe Laboratorium Przyspieszania Cząstek Elementarnych im. Enrico Fermiego - USA), ma zamiar zbudować silnik antymaterialny rodem ze Star Treka.

 

Statek kosmiczny Apollo 10 w czasie powrotu na Ziemię osiągnął prędkość niemal 40000 km/h. Liczba ta może wydawać się duża, lecz jest zupełnie odwrotnie jeśli mówimy o ewentualnej podróży do najbliższego systemu gwiezdnego. Przy dzisiejszej technologii potrzebowalibyśmy na to setek tysięcy lat. Jednak zdaniem Geralda Jacksona, silnik antymaterialny zredukowałby czas podróży do 10 lat.

 

Antymateria jest jak przeciwieństwo materii - jej atomy posiadają ujemnie naładowane jądro oraz dodatnio naładowane cząstki. Podczas zderzenia się materii i antymaterii wyzwalana jest duża ilość energii. Fizycy chcą wykorzystać ten proces do budowy nowego silnika. Projekt Jacksona potrzebowały tylko 17 gramów antywodoru aby dotrzeć do najbliższej gwiazdy. Niestety akceleratory cząstek zdołały wyprodukować jedynie niewielkie ilości antymaterii a największą przeszkodą mogą być same koszty. Wytworzenie jednego gramu antymaterii może kosztować więcej niż 100 miliardów dolarów.

Drugim problemem jest jej przechowywanie. W każdej chwili może bowiem dojść do niekontrolowanej eksplozji a jeden gram antymaterii spowoduje wybuch porównywalny do bomby nuklearnej. Antymateria nie może zderzyć się ze ścianą zbiornika. Naukowcy potrafili jak dotąd przechować antywodór przez jedyne 16 minut - jest to niestety zbyt krótko. Jesteśmy zatem bardzo daleko od pierwszego praktycznego zastosowania silnika antymaterialnego, lecz jeśli chcemy korzystać z takiej technologii to musimy od czegoś zacząć.

 

Jackson i jego koledzy postanowili zwrócić się o pomoc do "zwykłych ludzi". W tym miesiącu rozpoczną kampanię na stronie crowdfundingowej Kickstarter celem uzbierania 200 tysięcy dolarów. Jeśli uda im się zrealizować swoje plany, statek kosmiczny wyposażony w taki silnik będzie mógł podróżować z prędkością sięgającą do 40% prędkości światła, tj. około 120 000 000 m/s.

 

Po uzbieraniu 200 tysięcy dolarów, fizycy przystąpią do pracy i zajmą się budowaniem urządzenia które pozwoli obliczyć jaki dokładnie ciąg będzie generować ten rewolucyjny silnik. Uczeni mają nadzieję że ich starania zostaną zauważone i docenione przez inwestorów. Zbudowanie funkcjonalnego silnika antymaterialnego, według obecnych szacunków, będzie wymagało 100 milionów dolarów.

 

 

Źródło: http://www.popsci.com/former-fermilab-physicist-aims-to-build-star-trek-style-antimatter-engine

Ocena: 

4
Średnio: 4 (1 vote)

Komentarze

Portret użytkownika Domino99

Oj tam może odkryjemy coś

Oj tam może odkryjemy coś typu worm hole i utworzymy przed statkiem aby znaleźć się gdzie chcemy.Historia pokazuje jak fantazje stawały się realne wiele razy.

Portret użytkownika Lumen

To jest bardzo głupi pomysł,

To jest bardzo głupi pomysł, marnowanie pieniędzy i czasu.
Lepiej zrobić silnik elektromagnetyczny. Tańszy i szybszy.

Portret użytkownika Artur

A nie jest tak, że podczas 10

A nie jest tak, że podczas 10 - letniej podróży na Ziemi upłynie dokładnie tyle samo czasu?

No pewnie, że upłynie dokładnie tyle samo czasu. Czyli dla każdej jednostki i tej na Ziemi i tej w statku kosmicznym tyle samo?

Czas w ogóle jako taki jest pojęciem względnym a najbliższym jego odpowiednikiem jest rozchodzące się światło, dla którego również umownie została obliczona prędkość.

No ale bez zawiłości

Czas upłynie dokładni taki sam, natomiast załoga, gdyby mogła po dziesięciu latach zobaczyć światło dochodzące z Ziemi, widziałoby obraz sprzed milionów lat. 
Gdyby jednak zawrócili, to nastąpiporces odwrotny. Powrócą raczej, bądź mniej więcej a może nawet dokładnie w takim samym czasie jaki upłunął na Ziemi, czyli nie po milionach lat, ale po dwudziestu Smile

Portret użytkownika locutus

Z tym czasem to nie masz

Z tym czasem to nie masz racji. Dla 50% prędkości światła współczynnik dylatacji wynosi 1.15 co oznacza że jeśli rakieta leci w dwie strony powiedzmy 20 lat to na ziemi upłyną 23 lata.

Portret użytkownika Nati137

17 g antymaterii w spotkaniu

17 g antymaterii w spotkaniu z taką samą ilością zwykłej materii wyzwoli taką samą energię jak ok 2Mt głowica termojądrowa, która waży raptem kilkaset kilogramów.
Dodajmy jeszcze ,że to i tak zawyżony rachunek gdyż nawet reakcja anihilacji nigdy nie będzie odbywać się ze 100% sprawnością.
Co prawda kilkaset kilogramów dużo więcej niż kilkanaście gram ale trzeba wziąść pod uwagę ,że do przechowywania antymaterii potrzebne by zapewne były znacznie cięższe urządzenia.
Pytaniem moim jest: czemu to akurat antymateria miałaby dostarczyć energii do napędu międzygwiezdnego a nie zwykła reakcja syntezy jądrowej? Ktoś tu nie umie liczyć?

Nati

Portret użytkownika goku

Synteza jadrowa tez nie jest

Synteza jadrowa tez nie jest mozliwa do przeprowadzenia bez wybuchu jadrowego (nie liczac podgrzewania energia elektryczna, ktorej jak narazie trzeba zuzyc wiecej niz uzyska sie energii z syntezy). Tak wiec jak narazie pozostaje tylko zwykle rozszczepianie.
 
A wiec albo mowimy o technologii aktualnie dostepnej albo o badaniach. eszcze niedawno tez nie potrafili zbudowac bomby atomowej a teraz produkuja je na potege zeby sie zabijac;] Byc moze wytwarzanie i przechowywanie antymaterii bedzie latwiejsze niz synteza jadrowa ktora jest dosyc ciezka do przeprowadzenia.

Portret użytkownika Nati137

Węgiel?   A co niby jest

Węgiel?
 
A co niby jest spalane we wnętrzu naszego Słoneczka, węgiel? Zapewne kiedyś będzie jednak dalej będzie to termojądrowa reakcja Na razie następuje tam właśnie synteza wodoru w hel.  Jeśli więc tam jest to możliwe zapewne da się to przeprowadzić i na Ziemi tym bardziej ,że reakcje termojądrową o dodatnim bilansie udało sie przeprowadzić juz ładnych kilka lat temu. 
Dlatego właśnie na południu Francji buduje się ITER czyli pierwszy reaktor termojądrowy.
Co do Antymaterii zaś, jest to absolutnie najdroższa substancja jak istnieje na naszej planecie. Jej ilośc liczy się nie w gramach, czy pikogramach ale w pojedynczych atomach a własciwie jądrach atomowych. Oczywiście być może kiedyś uda się jej uzyskać więcej tak samo jak być może kiedyś kaszaloty zaczną latać jak ptaki. Niestety jak na razie nic  nie wskazuje, ani na jedno ani na drugie. Zaś roblemy z jej przechowywaniem nigdy nie będą proste.
Warto o tym poczytać w książce L. Kraussa "Fizyka podróży Miedzygwieznych" w dowcipnie zatytułowanym rozdziale "Ile czadu za dolara"
Tak więc wykorzystanie syntezy jądrowej jest w przewidywalnynej przyszłości duuuużo bardziej prawdopodobne niż wykorzystanie z antymaterii. Poza tym nawet głowice termojądrowe sensu stricte można wykorzystać jako napęd międzygwiezdnego pojazdu  jak było to planowane w projekcie Dedalus.

Nati

Portret użytkownika era

Materia jest zbudowana ze

Materia jest zbudowana ze światła. Cząstki elementarne, to stojące fale elektromagnetyczne. Wystarczy je upłynnić, aby otrzymać olbrzymie ilości energii, tak jak z anihilacji. No chyba, że jedyna metodą uwalniania tego światła jest anihilacja z użyciem antymaterii

Portret użytkownika K.R.

W historii techniki już

W historii techniki już wielokrotnie bywało tak, że najpierw dokonywano wynalazku zdawało się wówczas bezużytecznego, a dopiero po pewnym czasie wymyślano dla niego zastosowanie praktyczne. Tak było chociażby z elektrycznością.
Silnik napędzany antymaterią mógłby okazać się bardzo przydatny w podróży przez obszar (galaktykę) wypełniony pyłem kosmicznym z antymaterii. Wówczas paliwo byłoby dostępne w nieograniczonej ilości i to za darmo.

Portret użytkownika goku

ciezko byloby podrozowac

ciezko byloby podrozowac przez przestrzen wypelniona pylem z antymaterii skoro antymateria nie moze sie spotkac z materia :> No chya ze statek tez bylby zbudowany z antymaterii;d;d ale to chyba przekracza budrzet nasa;)

Portret użytkownika Marek

Zgadzam się z całością

Zgadzam się z całością wypowiedzi, ale ja z czym innym przychodzę.
 
WZIĄŚĆ?
 
Serio?

Portret użytkownika Ogór

Odezwało się trollisko, co

Odezwało się trollisko, co nie ma nic konkretnego do dodania. Temat Cię najwyraźniej przerasta.

Portret użytkownika GrammarNazi

Taki mały błąd: "Niestety

Taki mały błąd: "Niestety akceleratory cząstek zdołały wyprodukować jedynie niewielkie ilości antymaterii a największą przeszkodzą mogą być same koszty."

Portret użytkownika Spock

Do wszystkich znawców, silnik

Do wszystkich znawców, silnik warp i statek nim napędzamy nie podlega dylatacji czasu an efektom relatywistycznym bo nie rozpędza statku !!!!!! Nic co tutaj piszecie nie ma zastosowania bo mówicie o poruszaniu się w przestrzeni.
A statek z napędem warp w przestrzeni się nie porusza, więc nie doświadcza efektów relatywistycznych ani ograniczeniu prędkości światła, on kurczy przestrzeń przed sobą i rozwija za sobą, podróżuje w tzw bąblu statycznej przestrzeni. Dlatego można na nim wyciągnąc dowolne prędkości , również większe od prędkości światła (bo ta prędkość to iluzja poruszania się, w praktyce statek stoi) i żaden paproch w przestrzeni nas nie uszkodzi bo faktycznie ominie statek.
Pozdro dla "znafców"

Portret użytkownika Nati137

A wiesz ile energii

A wiesz ile energii pochłaniałby taki napęd?
Nie da się tego dokładnie obliczyć ale szacunki wachają się od całkowitej energii zawartej w jednej galaktyce aż po energię obserwowalnego wszechświata. Znaczy się ,że przy optymistycznych obliczeniach należałoby zanihilować całą galaktykę zaś energię tą przetworzyć w zagiętą przestrzeń.
Fajnie to wygląda w teorii dopóki nie zacznie się tego obliczać Sad

Nati

Portret użytkownika Marek

Jeśli chodzi o samą

Jeśli chodzi o samą nomenklaturę, to nie wydaje się wam że zamiast silnik ANTYMATERIALNY, powinien nazywać się ANTYMATERYJNY?

Portret użytkownika bywalec

Nie bardzo rozumiem dlaczego

Nie bardzo rozumiem dlaczego ludzie wciąż zakładają że przestrzeń kosmiczna jest pusta. Przecież przy tak dużych prędkościach wystarczy odrobina kosmicznego gruzu a statek będzie podziurawiony jak sito. Czemu dajemy się nabrać na takie mrzonki i wciąż marzymy o prędkościach światła. Jak dla mnie to całkowity brak wyobraźni, a dla cwaniaków sposób na wyłudzenie kasy od ciemnej masy.

Portret użytkownika Nati137

Ochrona pędzącego z

Ochrona pędzącego z przyświetlną prędkością statku przed różnym kosmicznym śmieciem  może być większym wyzwaniem niż samo zbudowanie napędu. Owszem średnia gęstość  przestrzeni międzygwiezdnej poza obłokami molekularnymi można przyjąć jako 1 atom wodoru na cm2  bardzo wysoka próżnia. Jednak nic nie zagwarantuje ,że pojazd kosmiczny w czasie wieloletniej podróży nie napotka gdzieś jakiegoś okrucha?  Nawet przy prędkości 0,1c na jaką był projektowany statek Dedal zderzenie z pyłkiem o masie jednej tysięcznej grama wyzwoli energię ok 452776255 dżula czyli  ok 12 kg TNT a tego nie można nazwać nawet prędkością relatywistyczną.  Przy 0,9c będzie to 1.16313E+11 dżula czyli niespełna 32 tony TNT Kadłub żadnego pojazdu tego nie wytrzyma
Oczywiście jeśli już fantazjujemy można sobie wyobrazić jakieś pola elektromagnetyczne czy cząsteczkowe, które odepchną albo zniszczą te okruchy zanim dotrą do kadłuba ale tu byśmy wchodzili bardziej w Fi niż Sci  :-)
Jasna sprawa ,że czym większa prędkość statku tym gorzej i to nie tylko z powodu większej energii kinetycznej potencjalnych przeszkód. Dalej przeszkodą będzie też efekt Dopplera ,który zamieni światło widzialne w promieniowanie rentgenowskie. Już przy prędkości 0,99c daleki nadfiolet o długości fali 390 nm przesunie się do widma rentgenowskiego o długości 0,3 nm a to dla załogi nie będzie zbyt zdrowe.
 

Nati

Portret użytkownika WD

W takim razie należy odkryć

W takim razie należy odkryć metodę przenoszenia się z prędkością znacznie większą od prędkości światła i problem z głowy.

Strony

Skomentuj