Cum Va Funcționa Nava Spațială Antimaterie

{h1}

Antimateria are capacitatea de a stoca cantități incredibile de energie într-un spațiu foarte mic. Vedeți cum va funcționa.

„Inginerie, stai în față unitate de urzeală"Cu această comandă, echipajul" Star Trek "al USS Enterprise s-a pregătit să arunce nava spațială prin cosmos la viteze superluminale. Unitatea Warp este una din acele tehnologii science fiction, cum ar fi teleportarea și călătoria în timp, care au o bază științifică Cu toate acestea, oamenii de știință lucrează la dezvoltarea unui motor de nave spațiale interstelare, similar cu motorul antimaterie al Enterprise.

-Niciun motor nu este probabil să genereze viteze superluminale; legile fizicii ne împiedică să facem asta, dar vom putea merge de mai multe ori mai repede decât ne permit metodele noastre de propulsie c-urrent. Un motor antimaterie ne va duce mult dincolo de sistemul nostru solar și ne va lăsa să ajungem la stele din apropiere într-o fracțiune a timpului în care va fi nevoie de o navă spațială propulsată de un motor cu hidrogen lichid, precum cea utilizată în naveta spațială. Este ca diferența dintre conducerea unei mașini de curse Indy și un Ford Pinto din 1971. În Pinto, veți ajunge în cele din urmă la linia de sosire, dar va dura de 10 ori mai mult decât în ​​mașina Indy.

În acest articol, vom analiza câteva decenii în viitorul călătoriei în spațiu pentru a privi un an nave spațiale antimaterieși aflați care este de fapt antimateria și cum va fi utilizată pentru un sistem avansat de propulsie.

Ce este Antimateria?

În această imagine compozită a nebuloasei Crabului, materia și antimateria sunt propulsate aproape de viteza luminii de către pulsarul Crab. Imaginile au provenit de la Observatorul de raze X Chandra al NASA și Telescopul spațial Hubble.

În această imagine compozită a nebuloasei Crabului, materia și antimateria sunt propulsate aproape de viteza luminii de către pulsarul Crab. Imaginile au provenit de la Observatorul de raze X Chandra al NASA și Telescopul spațial Hubble.

Nu este o întrebare trucată. Antimateria este exact ceea ce ai putea crede că este - opusul materiei normale, din care este făcută majoritatea universului nostru. Până de curând, prezența antimateriei în universul nostru era considerată a fi doar teoretică. În 1928, fizician britanic Paul A.M. Dirac a revizuit celebra ecuație a lui Einstein E = mc². Dirac a spus că Einstein nu a considerat că „m” în ecuație - masa - ar putea avea proprietăți negative și pozitive. Ecuația lui Dirac (E = + sau - mc2) a permis existența anti-particule în universul nostru. De atunci, oamenii de știință au dovedit că există mai multe anti-particule.

Aceste anti-particule sunt, literalmente, imagini în oglindă ale materiei normale. Fiecare anti-particule are aceeași masă ca particulele corespunzătoare, dar sarcinile electrice sunt inversate. Iată câteva descoperiri antimateriale din secolul XX:

  • pozitroni - electroni cu încărcare pozitivă în loc de negativă. Descoperit de Carl Anderson în 1932, pozitronii au fost primele dovezi că există antimaterie.
  • Anti-protonii - Protoni care au negativ în loc de încărcarea pozitivă obișnuită. În 1955, cercetătorii de la Berkeley Bevatron au produs un antiproton.
  • Anti-atomi - Îmbinând împreună pozitronii și antiprotonii, oamenii de știință de la CERN, Organizația Europeană pentru Cercetări Nucleare, au creat primul anti-atom. Au fost create nouă atomi antihidrogen, fiecare durand doar 40 de nanosecunde. Începând cu 1998, cercetătorii CERN au împins producția de atomi anti-hidrogen la 2.000 pe oră.

Când antimateria intră în contact cu materia normală, aceste particule egale, dar opuse, se ciocnesc pentru a produce o explozie care emite radiații pure, care se deplasează în afara exploziei la viteza luminii. Ambele particule care au creat explozia sunt complet anihilate, lăsând în urmă alte particule subatomice. Explozia care are loc când antimateria și materia interacționează transferă întreaga masă a ambelor obiecte în energie. Oamenii de știință consideră că această energie este mai puternică decât orice care poate fi generată de alte metode de propulsie.

Deci, de ce nu am construit un motor de reacție antimaterie? Problema cu dezvoltarea propulsiei antimateriei este că există o lipsă de antimaterie în univers. Dacă ar exista cantități egale de materie și antimaterie, probabil că vom vedea aceste reacții în jurul nostru. Deoarece antimateria nu există în jurul nostru, nu vedem lumina care ar rezulta din ea ciocnind materia.

Este posibil ca particulele să depășească numeroase anti-particule la momentul Big Bang. După cum sa menționat mai sus, coliziunea de particule și anti-particule distruge ambele. Și pentru că s-ar putea să fi început mai multe particule în univers, acestea rămân tot. Este posibil să nu existe anti-particule existente în universul nostru astăzi. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit un posibil depozit de antimaterie în apropierea centrului galaxiei în 1977. Dacă asta există, ar însemna că antimateria există în mod natural, iar nevoia de a face propria noastră antimaterie ar fi eliminată.

Deocamdată, va trebui să ne creăm propria antimaterie. Din fericire, există tehnologie disponibilă pentru a crea antimaterie prin utilizarea de colizori cu particule de mare energie, numite și „spărgătoare de atom”. Trupele de atomi, precum CERN, sunt tuneluri mari căptușite cu supermagnete puternice care se învârt în jurul lor pentru a propulsa atomii la viteze aproape de lumină. Atunci când un atom este trimis prin acest accelerator, acesta trântește într-o țintă, creând particule. Unele dintre aceste particule sunt antiparticule care sunt separate de câmpul magnetic. Aceste acceleratoare de particule cu energie mare produc doar una sau două picograme de antiprotone în fiecare an. O picogramă este un trilion de gram. Toate antiprotonele produse la CERN într-un an ar fi suficiente pentru a aprinde un bec electric de 100 de watt timp de trei secunde. Va fi nevoie de tone de antiprotone pentru a călători în destinații interstelare.

Motorul antimaterie

Nave spațiale antimaterie precum cea din acest concept de artist ne-ar putea duce dincolo de sistemul solar la viteze uimitoare.

Nave spațiale antimaterie precum cea din acest concept de artist ne-ar putea duce dincolo de sistemul solar la viteze uimitoare.

NASA este posibil la doar câteva decenii distanță de a dezvolta o navă spațială antimaterie care ar reduce costurile de combustibil la o parte din ceea ce sunt astăzi. În octombrie 2000, oamenii de știință NASA au anunțat proiecte timpurii pentru un motor antimaterie care ar putea genera o tracțiune enormă doar cu cantități mici de antimaterie care o alimentează. Cantitatea de antimaterie necesară pentru a furniza motorul pentru o călătorie de un an pe Marte ar putea fi de până la o milionime de grame, potrivit unui raport din numărul din acea lună al Jurnalului de Propulsie și Putere.

Propulsia materie-antimaterie va fi cea mai eficientă propulsie dezvoltată vreodată, deoarece 100% din masa materiei și antimateriei este transformată în energie. Când materia și antimateria se ciocnesc, energia eliberată de anihilarea lor eliberează de aproximativ 10 miliarde de ori mai mult decât energia chimică, cum ar fi combustia de hidrogen și oxigen, de cea folosită de naveta spațială. Reacțiile materie-antimaterie sunt de 1.000 de ori mai puternice decât fisiunea nucleară produsă în centralele nucleare și de 300 de ori mai puternice decât energia nucleară de fuziune. Deci, motoarele antimaterie au potențialul de a ne duce mai departe cu mai puțin combustibil. Problema este crearea și stocarea antimateriei. Există trei componente principale ale unui motor antimaterie:

  • Inele de stocare magnetice - Antimateria trebuie separată de materia normală, astfel încât inelele de stocare cu câmpuri magnetice să poată muta antimateria în jurul inelului până când este nevoie pentru a crea energie.
  • Sistem de alimentare - Când nava spațială va avea nevoie de mai multă putere, antimateria va fi eliberată pentru a se ciocni cu o țintă a materiei, care eliberează energie.
  • Propulsor de rachete magnetice - Ca un colizor de particule de pe Pământ, o duză magnetică lungă va muta energia creată de antimateria materiei printr-un propulsor.

Cum va funcționa nava spațială Antimaterie: care

Inelele de stocare de pe nava spațială vor ține antimateria.

Aproximativ 10 grame de antiprotone ar fi combustibil suficient pentru a trimite o navă spațială echipată pe Marte într-o lună. Astăzi, este nevoie de aproape un an pentru ca o navă spațială fără pilot să ajungă pe Marte. În 1996, Mars Global Surveyor a avut nevoie de 11 luni pentru a ajunge la Marte. Oamenii de știință cred că viteza unei nave spațiale cu antimaterie, ar permite omului să meargă acolo unde niciun om nu a mai trecut înainte în spațiu. Ar fi posibil să facem călătorii în Jupiter și chiar dincolo de heliopauză, punctul în care se termină radiația solară. Dar va fi încă mult timp până când astronauții vor cere timonierului navei lor stelare să-i ducă la viteză.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


„Atmosferic Rivers” În Soak California Ca Climate Warms
„Atmosferic Rivers” În Soak California Ca Climate Warms

Câți Mayați Au Fost Acolo?
Câți Mayați Au Fost Acolo?

Atom Smasher Creează Un Nou Tip De Materie
Atom Smasher Creează Un Nou Tip De Materie

De Ce Suntem Obsedați De Apocalipsa Zombie
De Ce Suntem Obsedați De Apocalipsa Zombie

Mormântul În Masă Sugerează Satul Antic Șters De Masacru
Mormântul În Masă Sugerează Satul Antic Șters De Masacru


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com