Двигатели на антиматерия може да станат реалност още през този век

Идеята за пътуване между звездите с кораби, задвижвани от антиматерия, отдавна е основен елемент в научната фантастика. Въпреки че теорията на относителността на Айнщайн поставя почти непреодолима бариера пред пътуването със скорост, по-висока от тази на светлината, антиматерията остава най-ефективният познат източник на енергия, който физичните закони допускат.

Последните научни постижения показват, че първите реални приложения на антиматерията може да са по-близо, отколкото предполагаме.

Антиматерията е огледален образ на обикновената материя. Всяка елементарна частица има свой анти-двойник със същата маса, но с противоположен заряд. Когато частица и античастица се срещнат, те се унищожават взаимно в процес, наречен анихилация, освобождавайки огромно количество енергия съгласно уравнението E=mc². Именно тази пълна трансформация на маса в енергия прави антиматерията толкова привлекателно гориво – анихилацията на един грам антиматерия с един грам материя би освободила енергия, сравнима с тази на мощна атомна бомба.

Използването ѝ обаче е свързано с две фундаментални предизвикателства: производство и съхранение. Антиматерия се създава в ускорители на частици, като тези в ЦЕРН, но процесът е изключително неефективен и скъп. За момента човечеството е произвело едва няколко нанограма.

Съхранението е не по-малко сложно. Тъй като антиматерията анихилира при допир с обикновена материя, тя не може да бъде държана в конвенционален контейнер. Решението са т.нар. „магнитни капани“ (като капана на Пенинг), които използват мощни електромагнитни полета, за да задържат заредени античастици като антипротони във вакуум.

Проблемът е, че едноименните заряди се отблъскват, което пречи на съхранението на голяма плътност от гориво. Поради тази причина учените работят върху създаването на неутрални антиводородни атоми, които могат да бъдат уловени в по-сложни магнитни полета. Крайната цел е производството на „лед“ от антиводород – свръхплътно и стабилно гориво под формата на пелети, левитиращи в магнитно поле.

Как обаче тази енергия може да задвижи космически кораб? Най-директният метод е т.нар. „пионова ракета“. При анихилацията на протони и антипротони се раждат частици, наречени пиони. Заредените пиони могат да бъдат насочени чрез магнитно поле, за да създадат реактивна тяга. Този метод обаче е неефективен, тъй като се генерират и неутрални частици и гама-лъчи, чиято енергия се губи в пространството.

Тук на преден план излиза едно далеч по-реалистично в близко бъдеще решение: ядрен импулсен двигател, катализиран от антиматерия. Концепцията за задвижване чрез поредица от ядрени експлозии зад кораба (проект „Орион“) съществува от десетилетия, но има съществен недостатък – изисква големи ядрени заряди с определена критична маса.

Антиматерията може да реши този проблем. Дори микроскопично количество антиматерия е достатъчно, за да предизвика верижна реакция в материал, който иначе е подкритичен. Това позволява създаването на миниатюрни, контролирани термоядрени експлозии. По този начин основната енергия идва от далеч по-достъпно ядрено гориво, а антиматерията служи само като „запалка“.

Според някои изчисления, кораб, използващ подобна хибридна технология, би могъл да достигне облака на Оорт в покрайнините на Слънчевата система само за 10 години – пътуване, което със съвременните ракети би отнело векове.

Нужните количества антиматерия (около няколко микрограма) все още са предизвикателство, но са постижими в рамките на няколко десетилетия с настоящите темпове на производство.

В по-далечно бъдеще се обмисля и възможността за „събиране“ на антиматерия директно от космоса, където тя се образува естествено при сблъсъци на космически лъчи. Сателитът PAMELA откри, че радиационните пояси на Ван Алън около Земята съдържат значителни количества антипротони, уловени от земното магнитно поле.

Макар пилотираните междузвездни полети с двигатели на антиматерия да остават в сферата на фантастиката, първите стъпки към тяхното осъществяване вече се правят. Хибридните технологии представляват реалистичен път напред, който може да революционизира изследването на нашата Слънчева система и да превърне част от научната фантастика в реалност още приживе.

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас. В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас. В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.