Kosmoseuuringute tuleviku osas on üks suuremaid küsimusi: „kuidas ja millal me lähima tähe juurde reisime?“ Ja kuigi kosmoseagentuurid on seda küsimust mõlgutanud ja aastakümneid välja tulnud, pole ükski neist teooriast kaugemale jõudnud. Enamasti on nende jõupingutused keskendunud võimalikele missioonidele Marsile ja Päikesesüsteemi välimisse ossa.
Kuid on ka mõned inimesed, näiteks dr Gerald Jackson, kes teevad tähtedevahelise missiooni lähitulevikus võimalikuks. Tema ja tema uurimisrühma, mida NASA on varem rahastanud, eesmärk on luua antimaterjalimootor, mis oleks võimeline saavutama (või ületama) 5% valguse kiirusest. Selle eesmärgi nimel on nad oma jõupingutuste rahastamiseks käivitanud Kickstarteri kampaania.
Nagu täiustatud tõukejõu kontseptsioonid lähevad, on antimaterjalil selleks küllaltki palju kasu. Nagu tõukejõud läheb, on sellel kõigi teadaolevate meetodite suurim erienergia, 100 korda rohkem kui lõhustumis- / liitumisreaktsioonid ja 10 miljardit korda rohkem kui keemilistel raketikütustel. See on ka kõige kütusesäästlikum, nõudes vaid milligrammi antimaterjali tootmist sama palju energiat kui tonni keemilist kütust.
Tavaliselt tugineb see teoreetiline kontseptsioon tõukejõu tekitamiseks vesiniku ja antivesiniku (millel on sama mass, kuid vastupidine laeng) kokkupõrkel. See protsess vabastab energia ja osakeste (pioonid ja koonid) duši, mida saab magnetilise düüsi abil suunata tõukejõu tekitamiseks.
Ja kuigi sellised laborid nagu CERN on tootnud antimaterjali ja suuremahuliste ladustamistega tegeletakse, puuduvad tõukejõusüsteemid, mis võiksid muuta antimaterjali tõukejõuks. Cornelli ülikooli lõpetanud dr Jackson loodab seda muuta. Enne erasektorisse sisenemist töötas Jackson 14 aastat Fermi riikliku kiirendi laboris kiirendusfüüsikuna.
2002. aastal asutas ta antimaterjalide kaubandusturgude arendamise nimel piiratud vastutusega ettevõtte (HBar Technologies). 2002. aastal andis NASA täiustatud kontseptsioonide instituut (NIAC) dr Jacksonile ja tema ettevõttele 75 000 dollarit, et töötada välja missioonikontseptsioon, mis suudaks 10 aasta jooksul läbida 250 AU ruumi ja mille kütusetarve oleks 10 kg.
Need spetsifikatsioonid nõudsid põhiliselt antimaterjalide raketi loomist, mis võiks kümne aasta jooksul jõuda kuni heliopausini. Tulemuseks oli tõukejõu kontseptsioon, mis tugines talale, mis tulistas fokuseeritud antiprotone purjele, et tekitada tõukejõud. Selle purje läbimõõt oleks 5 meetrit ja see koosneks süsiniku tagaküljest ühel küljel ja uraanifooliumist (paksus vastavalt 15 ja 296 mikronit).
Kui uraani külje väikese lõigu vastu hävitatakse antiprotoonide impulss, põhjustab tekkiv lõhustumine hoogu. Nagu dr Jackson ajakirjale Space Magazine selgitas:
“Pange tähele, et antiprotoonidel on negatiivne elektrilaeng, sarnaselt elektronile. Kui antiprotoonid sisenevad purjele, tõrjuvad nad uraani tuuma tiirleva elektroni ümber. Kuna antiprotoonid ja elektronid ei jaga kvantarvu, kaskaadub antiproton kohe aatomi põhiseisundisse, põhjustades suure tõenäosuse interaktsiooni tekkeks antiprotoni ja tuuma sees oleva prootoni või neutroni vahel.
„Keskmiselt põhjustab lõhustumissündmus kahe enam-vähem võrdse massiga tütartuuma. Need tütred rändavad vastassuunas kineetilise energiaga 1 MeV prootoni või neutroni kohta. Kuna tütardel on laeng, imbub edasi purjele sõitja ja edasiliikumine on edasimineku hoog. Teine tütar lendab kosmosesse kiiruse kiirusega 4,6% tule kiirusest. See hoogu valikuline ülekandmine on tõukejõud. ”
Kahjuks oli NIAC toonase eelarvekeskkonna tõttu sunnitud pärast teise vooru lõppu oma rahastamise tühistama. Seetõttu otsivad dr Jackson ja tema kolleegid nüüd avalikku tuge, et nad saaksid eksperimentaalpurjega seotud töö lõpule viia ja valmistada seda ette prototonivastase kiirgusega kokkupuutumiseks.
Sarnaselt projektiga Starshot (keda nad oma kampaanialehel tunnistavad) soovivad Jackson ja tema meeskond koostada tähtedevahelise missiooni ettepaneku, mis ei hõlma otseteid (nt lõime ajam, ussiaugud, täheväravad jne). Nagu te võib-olla meenutate, nõuab Starshot vahvlilaeva ja laseriga juhitavat tuulelippu, mis suudaks valguse kiirusel saavutada kuni 20% kiiruse, tehes seega teekonna Alpha Centaurisse 20 aasta pärast.
Samamoodi suudab antiprootoniga juhitav puri, mis võib valguse kiirusest 5% või enam saavutada, Alfa Centaurile (või Proxima Centaurile) umbes 90 aasta pärast. Kogu aeg jääks selle taga olev teadus väljakujunenud füüsika valdkonda, olles kooskõlas Newtoni liikumisseaduste ja Einsteini erirelatiivsusteooriaga.
"Antimaterjalist juhitava purje revolutsiooniline külg on see, et antimaterjal ei ole kütus, vaid süüteküünal, mis kutsub esile lõhustumisreaktsioone," ütles Jackson. "Kuna lõhustumisreaktsioonid võivad tekitada tõukejõudu ilma tugeva varjestuse või muude struktuurideta, võib tõukejõu mass olla võrreldav instrumendipakendi massiga."
Oma projekti läbi nägemiseks loodavad Jackson ja tema kolleegid koguda 200 000 dollarit. Kui nad osutuvad edukaks, loodavad nad korraldada järelkampaaniaid, et finantseerida valideerimiskatsete, ladustamise demonstratsioonide ja missiooni üksikasju. Lõppkokkuvõttes pole nende eesmärk midagi muud kui antimaterjalide tõukejõu muutmine reaalsuseks, mis loodetavasti viib ühel päeval tähtedevahelise missiooni.
"Me loodame, et need kampaaniad pakuvad vajalikke andmeid, et veenda inimesi rahastama antimaterjali täiemahulist tootmist ja tegelikku missiooni lähedal asuvasse päikesesüsteemi," lisas Jackson. Nende varase tähtedevaheliste missioonide eesmärk on anda teavet nende teiste päikesesüsteemide kohta, näiteks selle kohta, kas need on elamiskõlblikud või asustatud. Kui viimane, tahame neid missioone uurida või nendega suhelda. Kui elamiskõlblik ja mitte asustatud, vajame mehitatud rändemissiooni edu tagamiseks piisavalt teavet. ”
Alates selle artikli ilmumisest on Jackson ja tema kolleegid kogunud 672 dollarit oma 200 000 dollari suurusest eesmärgist. Alles mõni päev tagasi käivitatud kampaania jääb avatuks veel 25 päeva. Neile, kes on huvitatud nende edusammude jälgimisest või nende huvides annetamisest, vaadake allolevaid linke.
