Kompiuterinė galimo antimedžiagos pavaros iliustracija. Vaizdo kreditas: „Positronics Research LLC“. Spustelėkite norėdami padidinti.
Mes visi žaisdavome žaidimą kaip vaikai - „šuolis“ apimdavo vieną vaiką, gurkšnojantį keturis keturis, o antrasis uždėdavo rankas ant pirmojo pečių. Prigludęs prie sunkio jėgos, stovėjantis vaikas giliai lenkiasi prie kojų, tada veržiasi aukštyn ir virš pirmojo. Rezultatas? Antrasis vaikas dabar pritūpęs, o kitas iš eilės eina į varlytę. Ne pats efektyviausias būdas patekti į sūpynių komplektą, bet daug džiaugsmo tinkamoje kompanijoje!
Tačiau šuoliai nuo peteliškės nėra tas pats, kas „bagažinė“. Bėgdamas, vienas žaidėjas pasilenka ir griebia odines kilpas abiejų batų išorėje. Tada žaidėjas daro didžiulį krūvį aukštyn rankomis. Šuoliai su šuoliais veikia - štangos kėlimo nėra, to tiesiog negalima padaryti nesišokant - visai kitas dalykas.
NASA pažangių koncepcijų institutas (NIAC) tiki šuoliu į priekį - ne ne žaidimų aikštelėje, o kosmose. Iš savo paties instituto tinklalapio: „NIAC skatina siūlytojus mąstyti dešimtmečiais į ateitį, įgyvendinant koncepcijas, kurios„ leistų žengti į priekį “dabartinių aviacijos ir kosmoso sistemų raidai.“ NIAC ieško keleto gerų idėjų ir nori jas paremti šešių mėnesių trukmės subsidijomis sėklai, kad būtų patikrintas įgyvendinamumas, kol nebus paskirta rimtų mokslinių tyrimų ir plėtros lėšų, kurias gali gauti NASA ir kitur. Tikimės, kad tokioms sėkloms bus leista sudygti, o būsimos investicijos jas išaugins iki brandos.
Tačiau NIAC nori atskirti šuolį nuo įkrovos. Vienas veikia, o kitas neturi jokios prasmės. Anot NIAC, pozitronų pavara gali lemti milžinišką šuolį į priekį keliaujant per Saulės sistemą ir už jos ribų. Tikriausiai apie tai nėra jokio įkrovimo.
Apsvarstykite pozitroną - veidrodinį elektronų dvynį - kaip ir žmogaus dvynius, labai retas dalykas. Skirtingai nei žmogaus dvynukai, tikėtina, kad pozitronas neišgyvens gimimo proceso. Kodėl? Nes pozitronai ir jų broliai bei seserys - elektronai - vienas kitą laiko nenugalima ir greitai sunaikina, kai sprogo minkšti gama spinduliai. Bet tas sprogojimas kontroliuojamomis aplinkybėmis gali būti paverstas bet kuria „darbo“ forma, kurią galbūt norėsite atlikti.
Reikia šviesos? Sumaišykite pozitroną ir elektroną, tada švitinkite dujas, kad jie užsidegtų. Reikia elektros? Sumaišykite kitą porą ir švitinkite metaline juostele. Reikia traukos? Šaudykite tuos gama spindulius į raketinį kurą, įkaitinkite jį iki nepaprastai aukštų temperatūrų ir išstumkite raketą iš raketos galo. Arba šaukite tuos gama spindulius į volframo plokšteles oro sraute, pašildykite tą orą ir paleiskite jį iš orlaivio galo.
Įsivaizduokite, kad turite tiekiamų pozitronų - ką galėtumėte su jais padaryti? Anot Gerald A. Smith, „Posteronics Research“, „Sante Fe“ (Naujoji Meksika), vyriausiojo tyrėjo, galite nuvykti beveik bet kur “,„ antimaterijos energijos tankis yra dešimčia laipsnių didesnis už cheminį ir trimis laipsniais didesnis už branduolio dalijimąsi. arba sintezės energija. “
O ką tai reiškia varymo atžvilgiu? „Mažiau svorio, daug, toli, daug mažiau svorio.“
Naudojant chemiškai pagrįstas varymo sistemas, 55 procentai svorio, susijusio su Huygens-Cassini zondu, siunčiamu tyrinėti Saturno, buvo rastas zondo kuro ir oksidatoriaus rezervuaruose. Tuo tarpu norint numalšinti 5650 kg svorio zondus už Žemės ribų, prireikė paleidimo priemonės, sveriančios apie 180 kartų daugiau nei pačios pačios „Cassini-Huygens“ (1 032 350 kg).
Vien naudojant daktaro Smito skaičius ir tik atsižvelgiant į Cassini-Huygens manevringą jėgą naudojant pozitronų ir elektronų sunaikinimą, 3100 kg cheminio raketinio kuro, užkraunančio pradinį 1997 m. Zondą, būtų galima sumažinti iki 310 mikrogramų elektronų ir pozitronų - mažiau materijos. nei tas, kuris randamas vienoje atomizuoto lašelio ryto rūke. Ir sumažinus masę, bendras paleidimo svoris nuo Canaveral iki Saturno galėtų būti lengvai sumažintas dvigubai.
Bet pozitronų ir elektronų sunaikinimas yra toks, kaip turėti daug oro, bet visiškai nėra benzino? jūsų automobilis nenugalės tik deguonies. Elektronų yra visur, o pozitronų Žemėje natūraliai nėra. Tiesą sakant, ten, kur jie atsiranda - šalia juodosios skylės įvykių horizonto ar trumpam laikui po to, kai didelės energijos dalelės patenka į Žemės atmosferą - jie netrukus suranda vieną iš visur esančių elektronų ir eina į fotoniką. Dėl šios priežasties jūs turite padaryti savo.
Įveskite dalelių greitintuvą
Tokios kompanijos kaip „Positronics Research“, vadovaujamos dr. Smitho, dirba prie technologijų, būdingų dalelių greitintuvams, pavyzdžiui, „Stanford Linear Accelerator“ (SLAC), esančios Menlo parke, Kalifornijoje. Dalelių greitintuvai sukuria pozitronus, naudojant elektronų-pozitronų porų gamybos būdus. Tai atliekama sutriuškinant reliatyviai pagreitintą elektronų pluoštą į tankų volframo taikinį. Tada elektronų pluoštas paverčiamas didelės energijos fotonais, kurie juda per volframą ir virsta suderintais elektronų ir pozitronų rinkiniais. Problema, kurią prieš dr. Smitą ir kitus sukurdama pozitronai, yra lengvesnė nei jų gaudymas, laikymas, transportavimas ir efektyvus naudojimas.
Tuo tarpu gaminant porą viskas, ką jūs tikrai padarėte, yra supilta į žemę surinktos energijos į labai mažą kiekį labai lakios, bet ypač lengvos degalų. Pats procesas yra labai neefektyvus ir kelia didelius techninius iššūkius, susijusius su pakankamo antidalelių sukaupimu, kad būtų galima nukreipti erdvėlaivį, galintį skristi į Didžiąją anapus tokiu greičiu, kuris įgalina didelius kosminius zondus ir žmogaus kosminį kelią. Kaip visa tai gali žaisti?
Pasak daktaro Smito, „daugelį metų fizikai išstūmė pozitronus iš volframo taikinių, sutraukdami pozitronus su materija, sulėtindami juos maždaug tūkstančiu, kad juos būtų galima naudoti didelės skiriamosios gebos mikroskopuose. Šis procesas yra siaubingai neveiksmingas; išgyvena tik milijonas pozitronų. Kelionėms kosmose turime padidinti sulėtėjimo efektyvumą mažiausiai tūkstančiu. Po ketverių metų sunkaus darbo su elektromagnetiniais spąstais laboratorijose, per ateinančius kelerius metus ruošiamės pagauti ir atvėsinti penkis trilijonus pozitronų per sekundę. Mūsų tolimi tikslai yra penki kvadrilijonai pozitronų per sekundę. Tokiu greičiu per kelias valandas galėtume užpildyti savo pirmąjį skrydį, kuriame naudojama pozitronų padėtis. “
Tiesa, kad norint sunaikinti pozitronus sunaikinantį variklį taip pat reikalingas raketinis kuras (paprastai suslėgtų vandenilio dujų pavidalu), paties svaidomojo skysčio kiekis sumažėja iki beveik 10 procentų to, ko reikia įprastoms raketoms - nes reaguoti nereikia oksidatoriaus. su degalais. Tuo tarpu būsimasis laivas gali iš tikrųjų nuskaityti raketinį kurą nuo saulės vėjo ir tarpžvaigždinės terpės. Tai taip pat turėtų žymiai sumažinti tokių erdvėlaivių paleidimo svorį.
Parašė Jeffas Barboras
