Antimaterie-Raketen - Die Zukunft der Weltraumforschung?

Heutzutage scheint es nicht viel Innovation zu geben, wenn es um Raumfahrt geht, zumindest nicht in der sprunghaften Innovation, die es damals gab, als Neil Armstrong 1969 auf dem Mond ging, oder das erste Andocken von zwei Raumfahrzeugen war im Space Rendezvous erreicht.

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

Was ist das Besondere an Antimaterie?

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

Antimaterie, insbesondere Positronen, sind dagegen extrem energiedicht. Wenn Antimaterie auf Materie trifft, werden beide vernichtet und produzieren große Mengen an Energie, dh eine 100% ige Energieumwandlung. 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, kann 1 Gramm Antimaterie die gleiche Energiemenge produzieren wie 80.000 Tonnen TNT. Dieser enorme Energiestoß für eine so winzige Menge an Materie / Antimaterie könnte die nächste Generation von Raumschiffen antreiben und uns in ein neues Zeitalter der Weltraumforschung führen und einen Motor schaffen, der 1000-mal effizienter ist als der aktuelle Zustand der Ionen / Ionen. Plasma-Triebwerke.

Wie schnell könnte eine Antimaterie-Rakete gehen?

Um noch einmal Ryan Weed und Positron Dynamics zu zitieren: Die Geschwindigkeit einer Rakete mit Antimaterie-Antrieb könnte in nur 5 Jahren zu Alpha Centauri gelangen, im Gegensatz zu 30.000. Dies geschieht unter der Voraussetzung, dass sich eine Rakete mit 85% Lichtgeschwindigkeit bewegt, was bedeutet, dass der 5-Jahres-Zeitrahmen weitgehend durch eine spezielle Relativitätstheorie unterstützt wird, die eine Zeitdilatation verursacht (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-Vortrag untersucht Ryan sogar, wie lange es dauern würde, bis er an den Rand des Universums gelangt (in einem Raumschiff, das mit 99,99% Lichtgeschwindigkeit fährt). 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, den Eindruck entstehen, dass Innovationen in der Weltraumtechnologie nur eine Rolle spielen begonnen.

Was sind einige Einschränkungen von Antimaterie-Raketen?

Das erste krasse Problem ist, dass jede Person, die mit einer Antimaterie-Rakete gereist ist - wenn eine hergestellt wurde und mit der von Ryan behaupteten Geschwindigkeit reisen konnte - ihr ganzes Leben hinter sich lassen würde. Aufgrund der Zeitdilatation wird während der Reise dieser Person eine beträchtliche Zeitspanne vergangen sein, was wahrscheinlich bedeutet, dass jede Person, von der diese Person jemals wusste, dass sie 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 sind. Diese Gammastrahlen können die Motoren radioaktiv machen und sind extrem ungesund. Der physische Bau eines Schiffes mit einem Positronengenerator an Bord ist eine weitere große technische Herausforderung. Wenn diese Probleme jedoch überwunden werden können, werden wir zweifellos in ein Zeitalter der Weltraumforschung eintreten, wie wir es noch nie zuvor gesehen haben.

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