Antimaterie- En Fusieschijven Kunnen Toekomstige Ruimteschepen Van Stroom Voorzien

{h1}

De technologie is mogelijk in 50 of 60 jaar haalbaar, zeggen onderzoekers.

Nucleaire fusiereacties gevonkt door antimateriebundels zouden ultrasnelle ruimteschepen kunnen voortstuwen op lange reizen vóór het einde van de eeuw, aldus onderzoekers.

Een door fusie aangedreven ruimtevaartuig zou Jupiter binnen vier maanden kunnen bereiken, waardoor mogelijk delen van het buitenste zonnestelsel kunnen worden geopend voor bemande verkenning, volgens een NASA-rapport van 2010.

Een aantal hindernissen moet worden overwonnen - met name bij de productie en opslag van antimaterie - om de technologie haalbaar te maken, maar sommige deskundigen stellen zich voor dat het binnen een halve eeuw of zo klaar kan zijn.

Het is "waarschijnlijk geen 40-jarige technologie, maar 50, 60? Heel goed mogelijk, en iets dat een grote impact zou hebben op de exploratie door de massa-energie-financiën calculus te veranderen bij het plannen," Jason Hay, een senior luchtvaarttechnologieanalist voor adviesbureau The Tauri Group, zei tijdens een presentatie van 29 augustus met NASA's werkgroep Future In-Space Operations. [Future Visions of Human Spaceflight]

De kracht van fusion

De brandstof voor zo'n door fusie aangedreven ruimteschip zal waarschijnlijk bestaan ​​uit vele kleine pellets die deuterium en tritium bevatten - zware isotopen van waterstof die respectievelijk één of twee neutronen in hun kernen bevatten. (Het gewone waterstofatoom heeft geen neutronen.)

In elke pellet zou deze brandstof omgeven zijn door een ander materiaal, misschien uranium. Een bundel antiprotonen - het antimaterie-equivalent van protonen, met een netto elektrische lading van minus-1 in plaats van plus-1 - zou op de pellets worden gericht.

Toen de antiprotons in uraniumkernen sloegen, zouden ze vernietigen, waarbij ze hoogenergetische splijtingsproducten produceerden die fusiereacties in de brandstof doen ontbranden.

Dergelijke reacties - bijvoorbeeld deuterium en tritiumkernen samengevoegd tot één helium-4 atoom en één neutron - werpen enorme hoeveelheden energie af die kunnen worden gebruikt om een ​​ruimtevaartuig op verschillende manieren voort te stuwen.

"De energie van deze reacties kan worden gebruikt om een ​​drijfgas te verwarmen of stuwkracht door magnetische opsluiting en een magnetisch mondstuk te geven," stelt het rapport van 2010, "Technologiegrenzen: doorbraakmogelijkheden voor verkenning van de ruimte", dat NASA met behulp van The produceerde. Tauri Group en andere deskundigen.

Het basisidee is niet nieuw: project Daedalus, een onderzoek uitgevoerd door de British Interplanetary Society in de jaren 1970, stelde voor om met behulp van een fusion-raket een interstellair ruimtevaartuig aan te drijven. De fusiereacties van Daedalus zouden echter worden aangewakkerd door elektronenstralen in plaats van antiprotonstralen.

De bolvormige tanks van het Daedalus-ruimtevaartuig bevatten de brandstofpellets voor de kernfusiemotor.

De bolvormige tanks van het Daedalus-ruimtevaartuig bevatten de brandstofpellets voor de kernfusiemotor.

Krediet: Adrian Mann

Er nog niet zijn

Hoewel antiprotongestuurde fusie een veelbelovende technologie is, moeten verschillende obstakels worden overwonnen om het haalbaar te maken, zei Hay.

Misschien is de grootste uitdaging het verkrijgen van voldoende antiprotonen - die kunnen worden geproduceerd in deeltjesversnellers - en deze lang genoeg op te slaan om een ​​verre reis over de hele wereld mogelijk te maken.

Volgens het rapport 'Technology Frontiers' zouden ongeveer 1,16 gram antiprotonen nodig zijn voor een reis naar Jupiter. Dat klinkt misschien niet zo veel, maar productieniveaus worden momenteel gemeten in de miljardsten van een gram.

"Antiprotons zijn extreem duur: een paar gram zou miljarden dollars kosten", zei Hay. "Ik geloof dat de totale productie tot nu toe sinds de jaren 1950 in de orde van grootte van 10 nanogram is."

Maar de antiprotonproductie tikt behoorlijk snel omhoog, voegde hij eraan toe. Dus misschien kan de technologie de volgende grote doorbraak zijn in voortstuwingssystemen in de ruimte - in het jaar 2060 of zo.

"Met een constante aanvoer van antiprotonen en nucleaire brandstof kan door antiproton aangedreven fusie overvloedige energie leveren voor grote ruimtestations, buitenposten en uitgebreide verkenningsmissies met relatief kleine krachtsystemen," stelt het rapport "Technology Frontiers".

Dit verhaal is geleverd door SPACE.com, een zustersite voor WordsSideKick.com. Volg SPACE.com senior schrijver Mike Wall op Twitter @michaeldwall of SPACE.com @Spacedotcom. We zijn ook bezig Facebook en Google+.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com