Når det kommer til fremtiden for rumforskning, er et af de største spørgsmål, "hvordan og hvornår skal vi rejse til den nærmeste stjerne?" Og mens rumfartsbureauer har funderet over dette spørgsmål og kommet med forslag i årtier, er ingen af dem kommet videre end teorifasen. For det meste har deres indsats været fokuseret på mulige missioner til Mars og det ydre solsystem.
Men der er nogle mennesker, som Dr. Gerald Jackson, der arbejder på at gøre en interstellar mission mulig i den nærmeste fremtid. Han og hans forskerteam, som tidligere er blevet finansieret af NASA, søger at skabe en antimateriellmotor, der kan nå (eller overskride) 5% lysets hastighed. Mod dette mål har de lanceret en Kickstarter-kampagne for at finansiere deres indsats.
Efterhånden som avancerede fremdrivningskoncepter går, har antimaterie en hel del i gang med det. Efterhånden som fremdriften går, har den den højeste specifikke energi af enhver kendt metode, 100 gange mere end fission / fusionsreaktioner og 10 milliarder gange mere end kemiske drivmidler. Det er også den mest brændstofeffektive og kræver blot milligram antimaterie for at producere den samme mængde energi som tons kemisk brændstof.
Dette teoretiske koncept bygger typisk på kollisionen mellem brint og antihydrogen (som har den samme masse men modsat ladning) for at generere drivkraft. Denne proces løsner energi og et brus af partikler (pioner og muoner), som kan kanaliseres med en magnetisk dyse til frembringelse af drivkraft.
Og mens laboratorier som CERN har produceret antimateriale, og der forskes i storskala opbevaring, findes der ingen fremdrivningssystemer, der kan omdanne antimaterie til tryk. Dr. Jackson, en kandidat fra Cornell University, håber at kunne ændre det. Før han trådte ind i den private sektor, arbejdede Jackson som acceleratorfysiker ved Fermi National Accelerator Laboratory i 14 år.
I 2002 grundlagde han et selskab med begrænset ansvar (HBar Technologies) med henblik på at udvikle kommercielle markeder for antimaterie. I 2002 tildelte NASA's Institute for Advanced Concepts (NIAC) Dr. Jackson og hans virksomhed 75.000 dollars for at udvikle et missionskoncept, der kunne krydse 250 AUs plads inden for 10 år og med en brændstofforsyning på 10 kg.
Disse specifikationer krævede i det væsentlige oprettelse af en antimateriel raket, der kunne rejse så langt som heliopausen inden for et årti. Resultatet var et fremdrivningskoncept, der var afhængig af en bjælke, der ville skyde fokuserede antiprotoner på et sejl for at generere fremdrift. Dette sejl ville måle 5 meter i diameter og være sammensat af en kulstofunderstøtning på den ene side og uranfolie på den anden (måle henholdsvis 15 og 296 mikron tykt).
Når en puls af antiprotoner udslettes mod et lille afsnit af uran-siden, forårsager den resulterende fission momentum. Som Dr. Jackson forklarede til Space Magazine via e-mail:
”Bemærk, at antiprotoner har en negativ elektrisk ladning, der ligner en elektron. Når antiprotonerne kommer ind i sejlet, fortrænger de en elektron, der kredser rundt om en urankerne. Da antiprotoner og elektroner ikke deler nogen kvanttal, kaskader antiprotonen øjeblikkeligt ned i den atomære jordtilstand, hvilket forårsager en stor sandsynlighed for interaktion mellem antiprotonen og enten en proton eller neutron i kernen.
”I gennemsnit resulterer en fissionbegivenhed i oprettelsen af to datterkerner med nogenlunde ens masse. Disse døtre rejser i modsatte retninger med en kinetisk energi på 1 MeV pr. Proton eller neutron. Fordi døtrene er tiltalt, optages den, der rejser længere ind i sejlet, og overførslerne er fremadrettet fart. Den anden datter flyver ud i rummet med en udstødningshastighed på 4,6% af lyshastigheden. Denne selektive overførsel af momentum skyves. ”
På grund af datidens budgetmiljø blev NIAC desværre tvunget til at annullere sin finansiering efter en anden runde var blevet tildelt. På grund af dette søger Dr. Jackson og hans kolleger nu offentlig støtte, så de kan afslutte deres arbejde med det eksperimentelle sejl og forberede det til udsættelse for en antiprotonbjælke.
Ligesom Project Starshot (som de anerkender på deres kampagneside) er Jackson og hans team på udkig efter at fremstille et interstellært missionforslag, der ikke involverer genveje (dvs. fordrejning, ormehul, stjerneporte osv.). Starshot kræver, som du måske husker, et skivefartøj og et laserdrevet lyssejl, der ville være i stand til at nå hastigheder på op til 20% af lysets hastighed, hvilket gør rejsen til Alpha Centauri om 20 år.
I samme ånd ville et antiproton-drevet sejl, der kunne nå hastigheder på 5% lysets hastighed eller mere, være i stand til at komme til Alpha Centauri (eller Proxima Centauri) på cirka 90 år. Samtidig ville videnskaben bag det forblive inden for den etablerede fysik og være i overensstemmelse med Newtons bevægelseslove og Einsteins teori om særlig relativitet.
”Det revolutionerende aspekt af det antimateraldrevne sejl er, at antimaterialet ikke er brændstoffet, men snarere tændrøret, der indleder fissionreaktioner,” sagde Jackson. "Fordi fissionsreaktionerne kan frembringe tryk uden kraftig afskærmning eller andre strukturer, kan fremdrivningssystemets masse være sammenlignelig med instrumentpakkens masse."
For at se deres projekt igennem håber Jackson og hans kolleger at samle $ 200.000. Hvis de viser sig at være succesrige, håber de at oprette opfølgningskampagner for at finansiere en række valideringseksperimenter, opbevaringsdemonstrationer og oplysninger om mission. I sidste ende er deres mål intet mindre end at gøre antimateriell fremdrift til virkelighed, som de håber en dag vil føre interstellar mission.
”Vi forventer, at disse kampagner vil give de nødvendige data for at overbevise folk om at finansiere antimaterieproduktion i fuld skala og en faktisk mission til et nærliggende solsystem,” tilføjede Jackson. ”Målet med de tidlige interstellære missioner er at give information om disse andre solsystemer, som om de er beboelige eller beboede. Hvis sidstnævnte, ønsker vi at studere eller interagere med disse livsformer i opfølgende missioner. Hvis man er beboelig og ikke beboet, har vi brug for tilstrækkelig information til at sikre succes med en bemandet migrationsmission. ”
Fra denne artikels penning har Jackson og hans kolleger samlet ind $ 672 af deres $ 200.000-mål. Kampagnen blev imidlertid lanceret for kun få dage siden og vil forblive åben i yderligere 25 dage. For dem, der er interessante i at følge deres fremskridt, eller har interesse i at donere til deres sag, tjek linkene herunder.
