Vilma
-7 °C
4 °C

Antianyagmeghajtású űrhajót épít a NASA

2002.11.02. 11:00
A NASA fejlett elképzelések kutatóintézete (NIAC) megbízásából Steve Howe kutató azon dolgozik, hogy megteremtse az antianyag-hajtómű elméleti alapjait. Az általa készített tanulmány szerint úgy lehetséges eljuttatni az űreszközöket belátható időn belül a Naprendszer határára és azon túlra, ha antianyag sugarat és kis méretű űrvitorlát alkalmaznak.
A Nap legtávolabbi bolygója 40 csillagászati egységre kering tőle, 1 csillagászati egység egyenlő a Nap-Föld távolsággal. De ez még a fele sincs annak, amilyen messze Steve Howe álmodja repíteni az antianyag hajtotta szerkezetet.

Nagyon messze van

Körülbelül 250 csillagászati egységre található az üstökösökből álló Oort-felhő. Az emberkéz készítette leggyorsabb és legtávolabbra ért űrszondák, a Pioneer 10 és a Voyager 1 és 2 még hosszú évtizedekig nem jutnak ilyen messzire. 25 évvel a fellövése után a Voyager 1 most érte el a 77 csillagászati egység távolságot, emlékeztet a Space.com.

"Egy olyan szerkezet kialakításán dolgozunk, amely lehetővé teszi a mélyűr kutatását. A technológia megalapozhatná a csillagközi missziókat" - mondta Howe. A kutatók alapvetően rendkívüli sebességet szeretnének elérni, kihagyva a hatalmas szerkezetek építését, és más elképzelések műszaki buktatóival való küzdelmet.

Kompakt eszköz

A hatalmas fúziós hajtóművek helyett magas energiasűrűségű és kis tömegű eljárást kerestek. Első pillantásra Howe antianyag vitorlája hasonló a korábbi napvitorlákhoz. A lényeges különbségek egyike, hogy jóval kisebb, mérföldek helyett alig 5 méter az átmérője.

Továbbá a hajó maga termeli a gyorsításra szolgáló "szelet", antianyagot bocsátva ki. Amikor az antirészecskék a vitorlába érnek, hajtóerőt gyakorolnak rá, az elmélet szerint nyomban kétféle módon is.

Minimaghasadás

Egyrészt az antianyag részecskéi apró robbanások kíséretében ütköznek a vitorlába. Másodsorban, és ez volna a fontosabb, az antianyag megsemmisülése reakcióba lépne a vitorlát burkoló vékony uránium-235 réteggel, minimális mértékű maghasadást okozva.

"Az alap maghasadási reakciót használnánk ki, így a tömegek alacsonyak maradhatnának" - mondta Howe. Ez a megoldás a tömegek csökkentése révén sokszoros előnyt jelentene. A kisebb űreszköz nagyobb sebességet gyorsabban érhetne el. Howe célja az, hogy a meghajtással 10 éven belül 250 csillagászati egység távolságra lehessen jutni.

Ezzel a gyorsítással a szonda óránként 416 ezer kilométeres, másodpercenként 116 kilométeres sebességet érhetne el, alig négy hónapos gyorsítással. Ehhez képest csigalassúnak tűnik a másodpercenként 17,4 kilométert megtevő Voyager 1.

Edényt keresnek

Viszont a fejlett elképzeléseknek is vannak bökkenői. A valódi kihívás a tárolás megoldása, ismeri el Howe. A kutató ezt a kérdést már egy másik NIAC program keretében vizsgálni kezdte.

Mivel az antianyag nem tartható egy hagyományos üzemanyagtankban, Howe két lehetséges eljárást dolgozott ki a laboratóriumban előállított, igen labilis antianyag fogva tartására.

Az egyik elv azon alapul, hogy a mágneses csapdában tartott antiprotonokat folyékony hidrogén közegében tartanák. Ez elejét venné annak, hogy a részecskék a falnak csapódjanak, és megsemmisüljenek. A másik eljárás a pozitronok és antiprotonok antihidrogénné egyesülésével operálna. Bár nem hangzik ésszerűen, így könnyebbé válhatna a tárolás.

"Van egy szerkezet, az Ioffe-csapda, amely állítólag képes létrehozni és megtartani antihidrogént" - mondta Howe. A kutató arra számít, hogy a tárolt antianyagot apró kristályok vagy nanoméretű "hópelyhek" formájában lehetne tárolni.

Drága és nehéz létrehozni

Az antianyagot továbbra is nehéz lesz előállítani, az illinoisi Fermilab például most évente a gramm milliárdod részét tudja csak produkálni. Egy Howe-féle szonda feltöltéséhez komolyan bele kellene húzniuk. Egy 20 millió dolláros hűtőgyűrűre lenne szükség, és beindulhatna az antianyag tömeggyártása, állítja a kutató.

Howe az űrkutatáson túl is lát lehetőséget az antianyag alkalmazására. A képződő sugárzás segítségével például javulhatna a rák diagnosztizálása és kezelése, illetve a veszélyes anyagok felderítésének hatásfoka.