Ο Έλον Μασκ έχει αποκαλέσει την αντιύλη «το εισιτήριο για τα διαστρικά ταξίδια » και φυσικοί όπως ο Ryan Weed διερευνούν πώς να την αξιοποιήσουν.

Η αντιύλη αποτελείται από σωματίδια σχεδόν ακριβώς όπως η κανονική ύλη αλλά με αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι όταν η αντιύλη έρχεται σε επαφή με την κανονική ύλη, εκμηδενίζονται και μπορούν να παράγουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας.

«Η εκμηδένιση της αντιύλης και της ύλης μετατρέπει τη μάζα απευθείας σε ενέργεια», δήλωσε στο Business Insider ο Weed.

Μόνο ένα γραμμάριο αντιύλης θα μπορούσε να προκαλέσει έκρηξη ισοδύναμη με πυρηνική βόμβα. Είναι αυτό το είδος ενέργειας, λένε κάποιοι, που θα μπορούσε με τόλμη να μας οδηγήσει εκεί που κανείς δεν έχει πάει στο παρελθόν με ταχύτητα ρεκόρ.

Ταξίδι στο διάστημα με ταχύτητα ρεκόρ

Το πλεονέκτημα όλης αυτής της ενέργειας είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για την επιτάχυνση είτε για την επιβράδυνση των διαστημικών σκαφών σε απίστευτες ταχύτητες.

Για παράδειγμα, ας κάνουμε ένα ταξίδι στο πλησιέστερο αστρικό μας σύστημα, το Proxima, περίπου 4,2 έτη φωτός μακριά.

Ένας κινητήρας αντιύλης θα μπορούσε θεωρητικά να επιταχύνει ένα διαστημόπλοιο με ταχύτητα 1g (9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο) και να μας οδηγήσει στο Proxima σε μόλις πέντε χρόνια, είπε ο Weed το 2016 . Αυτό είναι 8.000 φορές ταχύτερο από ό,τι θα χρειαζόταν το Voyager 1 – ένα από τα ταχύτερα διαστημόπλοια στην ιστορία – για να διανύσει περίπου τη μισή απόσταση, σύμφωνα με τη NASA.

Ακόμη και μέσα στο δικό μας ηλιακό σύστημα, ένα διαστημικό σκάφος που κινείται με αντιύλη θα μπορούσε να φτάσει στον Πλούτωνα σε 3,5 εβδομάδες σε σύγκριση με τα 9,5 χρόνια που χρειάστηκαν για να φτάσει ο ανιχνευτής New Horizons της NASA, είπε ο Weed.

Γιατί δεν έχουμε κινητήρες αντιύλης
Ο λόγος που δεν έχουμε κινητήρες αντιύλης, παρά τις τεράστιες δυνατότητές τους, οφείλεται στο κόστος και όχι στην τεχνολογία.

Ο Gerald Jackson, ένας φυσικός που εργάστηκε σε έργα αντιύλης, είπε στο Forbes το 2016 ότι με αρκετή χρηματοδότηση, θα μπορούσαμε να έχουμε ένα πρωτότυπο διαστημικού σκάφους αντιύλης μέσα σε μια δεκαετία.

Η βασική τεχνολογία είναι εκεί. Οι φυσικοί οπλισμένοι με τους πιο ισχυρούς επιταχυντές σωματιδίων στον κόσμο έχουν φτιάξει αντιπρωτόνια και άτομα αντιυδρογόνου.

Το θέμα είναι ότι αυτός ο τύπος αντιύλης είναι απίστευτα ακριβός στην κατασκευή. Θεωρείται η πιο ακριβή ουσία στη Γη. Ο Τζάκσον μας έδωσε μια ιδέα για το πόσο θα κόστιζε η κατασκευή και η συντήρηση μιας μηχανής αντιύλης.

Ο Τζάκσον είναι ο ιδρυτής, πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος εταιρίας η οποία εργάζεται σε μια ιδέα για ένα διαστημικό πανί αντιύλης που θα επιβραδύνει τα διαστημόπλοια που ταξιδεύουν 1 έως 10 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός – ένα χρήσιμο σχέδιο για την είσοδο σε τροχιά γύρω από ένα μακρινό αστέρι, πλανήτη, ή φεγγάρι που θέλετε να μελετήσετε.

Ο Τζάκσον είπε ότι σχεδίασε έναν ασύμμετρο επιταχυντή πρωτονίων που θα μπορούσε να παράγει 20 γραμμάρια αντιύλης ετησίως.

«Για ένα επιστημονικό πακέτο 10 κιλών που ταξιδεύει με το 2% της ταχύτητας του φωτός, χρειάζονται 35 γραμμάρια αντιύλης για να επιβραδυνθεί το διαστημόπλοιο και να μπει σε τροχιά γύρω από τον Proxima Centauri», είπε ο Τζάκσον στο BI.

Είπε ότι θα χρειαστούν 8 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ για την κατασκευή ενός ηλιακού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής για τις τεράστιες ενεργειακές ανάγκες της παραγωγής αντιύλης και θα κοστίσει 670 εκατομμύρια δολάρια ετησίως για να λειτουργήσει.

Η ιδέα είναι ακριβώς αυτή, προς το παρόν. «Δεν υπάρχει επί του παρόντος σοβαρή χρηματοδότηση για προηγμένες ιδέες διαστημικής πρόωσης», είπε ο Τζάκσον.

Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι τρόποι παραγωγής αντιύλης. Εκεί εστίασε ο Weed τη δουλειά του.

Η ιδέα του Weed περιλαμβάνει ποζιτρόνια, την αντιύλη εκδοχή ενός ηλεκτρονίου.

Ένα διαφορετικό είδος κινητήρα αντιύλης

Τα ποζιτρόνια «είναι αρκετές χιλιάδες φορές ελαφρύτερα από τα αντιπρωτόνια και δεν έχουν τόση διάτρηση όταν εκμηδενίζονται», είπε ο Weed.

Το πλεονέκτημα, ωστόσο, είναι ότι εμφανίζονται φυσικά και δεν χρειάζονται γιγάντιο επιταχυντή και δισεκατομμύρια δολάρια για να γίνουν.

Το σύστημα πρόωσης κατά της ύλης του Weed έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί το κρυπτόν-79 — μια μορφή του στοιχείου κρυπτόν που εκπέμπει φυσικά ποζιτρόνια .

Το σύστημα κινητήρα θα συγκεντρώνει πρώτα ποζιτρόνια υψηλής ενέργειας από το κρυπτόν-79 και στη συνέχεια θα τα κατευθύνει προς ένα στρώμα κανονικής ύλης, παράγοντας ενέργεια εκμηδένισης. Αυτή η ενέργεια θα πυροδοτούσε τότε μια ισχυρή αντίδραση σύντηξης για να δημιουργήσει ώθηση για το διαστημόπλοιο.

Ενώ τα ποζιτρόνια μπορεί να είναι λιγότερο δαπανηρά να ληφθούν από πιο ισχυρές μορφές αντιύλης, είναι δύσκολο να αξιοποιηθούν επειδή είναι πολύ ενεργητικά και πρέπει να επιβραδυνθούν ή να «μετριαστούν». Έτσι, η κατασκευή ενός πρωτοτύπου για δοκιμή στο διάστημα εξακολουθεί να είναι απρόσιτη, από άποψη κόστους, είπε ο Weed.

Αυτό ισχύει για όλα τα σχέδια πρόωσης αντιύλης. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, οι επιστήμονες έχουν προτείνει δεκάδες ιδέες, καμία από τις οποίες δεν έχει υλοποιηθεί.

Για παράδειγμα, το 1953, ο Αυστριακός φυσικός Eugen Sänger πρότεινε έναν «πύραυλο φωτονίων» που θα λειτουργούσε με ενέργεια εκμηδένισης ποζιτρονίων. Και από τη δεκαετία του ’80, γίνεται λόγος για θερμικούς κινητήρες αντιύλης, οι οποίοι θα χρησιμοποιούσαν αντιύλη για να θερμάνουν υγρό, αέριο ή πλάσμα για να παρέχουν ώθηση.

«Δεν είναι επιστημονική φαντασία, αλλά δεν πρόκειται να το δούμε να πετάει μέχρι να υπάρξει μια σημαντική «αποστολή-έλξη»», είπε ο Weed για την ιδέα του κινητήρα του.

Μπορεί να λειτουργήσει;
Για να οικοδομήσουμε την ιδέα του Weed στην κλίμακα ενός διαστημόπλοιου, “ο διάβολος βρίσκεται στις λεπτομέρειες της μηχανικής”, είπε στο BI ο Paul M. Sutter, αστροφυσικός και οικοδεσπότης του podcast “Ask a Spaceman”.

«Μιλάμε για μια συσκευή που αξιοποιεί πραγματικά τεράστιες ποσότητες ενέργειας, που απαιτεί εξαιρετική ισορροπία και έλεγχο», είπε ο Sutter.

Γενικά, αυτή η τεράστια ενέργεια είναι άλλο ένα εμπόδιο που μας εμποδίζει να φέρουμε την επανάσταση στα διαστημικά ταξίδια. Επειδή κατά τη διάρκεια των δοκιμών, “αν κάτι πάει στραβά, πρόκειται για μεγάλες εκρήξεις”, είπε στο BI ο Steve Howe, ένας φυσικός που εργάστηκε σε ιδέες αντιύλης με τη NASA τη δεκαετία του ’90.

«Έτσι χρειαζόμαστε μια ικανότητα να δοκιμάζουμε συστήματα υψηλής ενεργειακής πυκνότητας κάπου που δεν απειλούν τη βιόσφαιρα, αλλά μας επιτρέπουν να τα αναπτύξουμε», είπε ο Χάου, ο οποίος πιστεύει ότι το φεγγάρι θα ήταν μια καλή βάση δοκιμών. «Και αν κάτι πάει στραβά, έλιωσες ένα κομμάτι του φεγγαριού», και όχι τη Γη, πρόσθεσε.

Η αντιύλη τείνει να αναδεικνύει τη φαντασία σε όλους όσοι εργάζονται σε αυτή. «Όμως, χρειαζόμαστε τρελές αλλά εύλογες ιδέες για να φτάσουμε μακρύτερα στο διάστημα, οπότε αξίζει να το ψάξουμε», είπε ο Σάτερ.

Ο Weed απηχεί το συναίσθημα, λέγοντας “μέχρι να υπάρξει ένας επιτακτικός λόγος για να φτάσουμε στη Ζώνη Kuiper , τον Ηλιακό Βαρυτικό Φακό ή τον Άλφα Κενταύρου πολύ γρήγορα – ή ίσως προσπαθούμε να επιστρέψουμε μεγάλους αστεροειδείς για εξόρυξη – η πρόοδος θα συνεχίσει να είναι αργή στο αυτή το θέμα.”

(photo: pixabay)