Антиматерията може да отключи съвсем ново бъдеще на междузвездните пътувания

Междузвездните пътувания са нещо, което човечеството е постигнало само в научната фантастика – например USS Enterprise от „Стар Трек“, който използва двигатели захранвани от антиматерия, за да пътува през звездни системи.

Но антиматерията не е само научнофантастична измислица. Тя наистина съществува.

Илън Мъск нарече антиматерията „билет за междузвездни пътешествия“, а физици като Райън Уид проучват как да я използват.

Антиматерията е съставена от частици, които са почти същите като обикновената материя, но имат противоположен електрически заряд. Това означава, че когато антиматерията влезе в контакт с обикновената материя, двете се анихилират и могат да произведат огромни количества енергия.

„Анихилацията на антиматерията и материята превръща масата директно в енергия.“

Казва пред Business Insider Уид, съосновател и главен изпълнителен директор на Positron Dynamics. Това е компания, която работи по разработването на система за задвижване с антиматерия.

Само един грам антиматерия може да генерира експлозия, еквивалентна на ядрена бомба.

Някои казват, че именно този вид енергия може смело да ни отведе там, където никой досега не е стигал, с рекордна скорост.

Пътуване в космоса с рекордна скорост

Ползата от цялата тази енергия е, че тя може да се използва за ускоряване или забавяне на космически кораби с главоломна скорост. Например, нека се отправим към най-близката до нас звездна система – Проксима, която се намира на около 4,2 светлинни години.

Двигател от антиматерия теоретично би могъл да ускори космически кораб със скорост 9,8 метра в секунда на квадрат и да ни отведе до Проксима само за 5 години, каза Уид през 2016 година. Това е 8000 пъти по-бързо, отколкото би отнело на „Вояджър 1“ – един от най-бързите космически апарати в историята да измине около половината от разстоянието, според НАСА.

Дори в рамките на нашата собствена Слънчева система космически кораб, задвижван с антиматерия би могъл да достигне Плутон за 3,5 седмици в сравнение с 9,5 години, които бяха необходими на сондата на НАСА „Нови хоризонти“.

Защо не разполагаме с двигатели от антиматерия

Причината, поради която нямаме двигатели от антиматерия, въпреки огромните им възможности се свежда до цената, а не до технологията.

Джералд Джаксън, физик, работещ по проекти за антиматерия във Фермилаб, заяви пред Forbes през 2016 година, че при достатъчно финансиране бихме могли да имаме прототип на космически кораб за антиматерия в рамките на десетилетие.

Основната технология е налице. Физиците, въоръжени с най-мощните ускорители на частици в света са създали антипротони и антиводородни атоми.

Проблемът е, че производството на този вид антиматерия е изключително скъпо. Тя се смята за най-скъпото вещество на Земята. Джаксън даде представа колко би струвало построяването и поддръжката на машина за антиматерия.

Той казва, че е проектирал асиметричен протонен колайдер, който може да произвежда 20 грама антиматерия годишно. За изграждането на слънчева електроцентрала за огромните енергийни нужди на производството на антиматерия ще са необходими 8 милиарда щатски долара. Експлоатацията ѝ ще струва 670 милиона долара годишно.

Идеята засега е само такава.

„В момента няма сериозно финансиране за напреднали концепции за космически двигатели.“

каза Джаксън

Съществуват обаче и други начини за производство на антиматерия. Именно върху това е съсредоточена работата на Уид. Концепцията му включва позитрони – антиматерия на електрона.

Позитроните „са няколко хиляди пъти по-леки от антипротоните и не са толкова силни при анихилация. Предимството им обаче е, че се срещат в природата и не се нуждаят от гигантски ускорител и милиарди долари, за да бъдат създадени.

Системата за задвижване на антиматерия на Уид е проектирана да използва криптон-79 – форма на елемента криптон, която естествено излъчва позитрони.

Двигателната система първо ще събира високоенергийни позитрони от криптон-79 и след това ще ги насочва към слой от обикновена материя, произвеждайки анихилационна енергия. След това тази енергия ще задейства мощна реакция на термоядрен синтез, за да генерира тяга за космическия кораб.

Въпреки, че позитроните са по-евтини за получаване от по-мощните форми на антиматерия, те са трудни за използване. Това е така тъй като са високоенергийни и трябва да бъдат забавени или „модерирани“. Така че изграждането на прототип, който да се тества в космоса, все още е недостижимо от гледна точка на разходите.

Такъв е случаят с всички проекти за задвижване с антиматерия. През десетилетията учените са предложили десетки концепции, но нито една от тях не е осъществена.