Antimaterie-Raketen - Die Zukunft der Weltraumforschung?

Heutzutage scheint es nicht viel Neues in Bezug auf die Raumfahrt zu geben, zumindest nicht in Bezug auf die sprunghaften Neuerungen, die es damals gab, als Neil Armstrong 1969 auf dem Mond lief, oder das erste Andocken zweier Raumschiffe im Space Rendezvous erreicht.

Während es so scheinen mag, macht die Welt tatsächlich einige Schritte in der Weltraumforschung und plant sogar, Planeten wie den Mars zu kolonisieren. Kommerzielle Unternehmen wie SpaceX, Blue Origin, Virgin Orbit und andere haben die Funktionsweise der Raumfahrt mit Innovationen wie wiederverwendbaren Raketen bereits und werden diese grundlegend verändern. Wir hören viel über SpaceX (hauptsächlich dank der Masse an Anhängern, die Elon Musk über mehrere soziale Kanäle hinweg hat) und natürlich die NASA, aber eine Firma, die etwas unter dem Radar geflogen ist, ist Positron Dynamics, ein Startup, das Antimaterie einsetzen möchte Arbeit wie Raketentreibstoff.

Was ist das Besondere an Antimaterie?

Um dies zu beantworten, werfen wir einen Blick auf die derzeitige Fluggeschwindigkeit der Raketen. Flüssigbrennstoffraketen verwenden typischerweise flüssigen Sauerstoff und entweder flüssigen Wasserstoff oder Kerosin. Historisch gesehen hat die Reise zum Mars zwischen 129 und 333 Tagen gedauert, eine scheinbar sehr lange Zeit. Aber stellen Sie sich vor, wir wollten nach Alpha Centauri reisen - es würde ungefähr 30.000 Jahre dauern, bis wir dorthin gelangen. Mit aktuellen Raketen ist es praktisch unmöglich, eine solche Strecke zurückzulegen - und das nur bis zu unserem nächsten Sternensystem. Eines der Hauptattribute für unsere Schildkrötengeschwindigkeit (im Verhältnis zur Größe des gesamten Universums) ist das Gewicht des Raketentreibstoffs, das es wirklich verlangsamen kann.

Antimaterie, insbesondere Positronen, sind andererseits extrem energiedicht. Wenn Antimaterie auf Materie trifft, werden beide vernichtet und erzeugen große Energiemengen, d. H. Eine Energieumwandlung von 100%. Vergleichen Sie dies mit einer Atombombe, bei der nur etwa 3% ihrer Masse in Energie (Quelle) umgewandelt werden. Um Ryan Weed, CEO von Positron Dynamics, zu zitieren: 1 Gramm Antimaterie kann dieselbe Energiemenge produzieren wie 80.000 Tonnen TNT. Dieser enorme Energieschub für eine derart winzige Menge Materie / Antimaterie könnte die nächste Generation von Raumschiffen antreiben und uns in ein neues Zeitalter der Weltraumforschung führen. Dadurch entsteht ein Motor, der 1.000-mal effizienter ist als der derzeitige Zustand der Ionen / Plasma-Triebwerke.

Wie schnell könnte eine Antimaterie-Rakete fliegen?

Um erneut Ryan Weed und Positron Dynamics zu zitieren, könnte die Geschwindigkeit einer Rakete mit Antimaterieantrieb in nur 5 Jahren nach Alpha Centauri fliegen, gegenüber 30.000. Unter diesen Umständen bewegt sich eine Rakete mit 85% der Lichtgeschwindigkeit, was bedeutet, dass der 5-Jahres-Zeitraum weitgehend durch eine spezielle Relativitätstheorie unterstützt wird, die zu einer Zeitdilatation führt (ein Thema für einen anderen Beitrag). Im Wesentlichen werden 5 Jahre auf dem Raumschiff vergangen sein, aber 9 Jahre werden auf der Erde vergangen sein. In seinem TedX Talk untersucht Ryan sogar, wie lange es dauern würde, bis er an den Rand des Universums gelangt (in einem Raumschiff, das sich mit 99,99% Lichtgeschwindigkeit fortbewegt). Es würde nur 30 Jahre dauern, aber 13,5 Milliarden Jahre wären auf der Erde vergangen.

Während diese Zahlen alle theoretisch sind und es viele Herausforderungen gibt, die erst überwunden werden müssen, bevor Antimaterie-Raketen Realität werden, lässt die Tatsache, dass es in Zukunft möglich sein könnte, das gesamte Universum zu durchqueren, vermuten, dass es nur Innovationen in der Weltraumtechnologie gibt hat begonnen.

Was sind einige Einschränkungen von Antimaterie-Raketen?

Das erste krasse Problem ist, dass jede Person, die mit einer Antimaterie-Rakete geflogen ist - wenn sie mit der von Ryan behaupteten Geschwindigkeit geflogen ist -, ihr ganzes Leben hinter sich lässt. Aufgrund der zeitlichen Ausdehnung wird eine beträchtliche Zeitspanne vergangen sein, während diese Person auf Reisen war, was wahrscheinlich bedeutet, dass jede Person, die diese Person jemals gekannt hat, tot sein würde.

Es gibt auch einige technische Herausforderungen, die mit Antimaterie-Raketen verbunden sind - einige Antimaterie-Reaktionen erzeugen Gammastrahlen, die, um diesen NASA-Artikel zu zitieren, Röntgenstrahlen auf Steroiden ähneln. Diese Gammastrahlen können die Motoren radioaktiv machen und es ist äußerst ungesund, in der Nähe zu sein. Der physische Bau eines Schiffes mit einem Positronengenerator an Bord ist eine weitere große technische Herausforderung. Wenn diese Probleme jedoch gelöst werden können, werden wir zweifellos in ein Zeitalter der Weltraumforschung eintreten, wie wir es noch nie zuvor erlebt haben.

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