В колонках играет - Depeche Mode - Moonlight Sonata #14Настроение сейчас - Позтиффф...Антиматерия домчит обитаемый корабль к Марсу
Антиматерия домчит обитаемый корабль к Марсу
Космические двигатели на антивеществе куда ближе, чем принято думать. Они могут быть
сравнительно недорогими и безопасными. Главное – выбрать оптимальный вариант
конструкции. Ведь тут исследованы далеко не все возможные схемы. Так считает маленькая
компания из Санта-Фе.
Используя двигатель на антиматерии, лёгкий пилотируемый корабль мог бы достичь Марса
за 45-90 дней, вместо примерно полугода с химическими двигателями и сотнями тонн
топлива или ионными двигателями, питаемыми солнечными батареями, величиной с пару
футбольных полей. Это впечатляет, но насколько двигатели на антивеществе могут быть
реальны, с точки зрения техники сегодняшнего дня?
Институт перспективных концепций аэрокосмического агентства США (NIAC) финансирует
небольшую американскую компанию Positronics Research, которая уже не первый год
занимается разработкой и постройкой опытных устройств для работы с антиматерией,
всевозможных магнитных ловушек, в частности.
Недавно компания представила две новые концепции космических двигателей на
антиматерии, отличающиеся от ранее известных схем.
Напомним, античастицы похожи на своих обычных "родственников", но несут
противоположный заряд. "антиблизнец" электрона – позитрон, заряжен положительно, а
"антивариант" протона — антипротон – отрицательно.
При столкновении материи и антиматерии высвобождается огромное количество энергии в
виде излучения, в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна (E = mc2). И это
значит, что долей грамма антивещества по заложенной в нём энергетике хватило бы для
путешествия корабля к Марсу.
Проблем, если упрощать, всего две: хранение антиматерии на борту и рациональный
способ использования её огромной энергии. Новый взгляд на эти задачи и предлагает
Positronics Research.
Главная идея: эта компания считает, что топливом для кораблей будущего должны стать
позитроны, а не антипротоны или какие-нибудь ядра антигелия, как предлагалось ранее.
Выбор этот обоснован так. При реакции аннигиляции материи и антиматерии рождаются
гамма-лучи высокой энергии, что в случае пилотируемого аппарата влечёт за собой
включение в конструкцию тяжелейшей защиты.
От таких лучей не только сложно защищаться, их и использовать-то для привода корабля
– затруднительно. То есть, значительная часть энергии будет улетать прочь.
Аннигиляция позитронов рождает гамма излучение с энергией примерно в 400 раз меньшей.
И это хорошо с самых разных точек зрения.
Антиматерия домчит обитаемый корабль к Марсу
Первый вариант своего двигателя авторы назвали "Позитронный реактор" (Positron
reactor).
Предполагается, что энное количество позитронов (сотые доли грамма) было бы
наработано на земных установках и помещено в большое число миниатюрных магнитных
капсул-ловушек. Капсулы эти по очереди, но с большой частотой, направляют в центр
реактора, наполненного специальным теплообменником – матрицей.
В центре реактора ловушку выключают, позитроны взаимодействуют с её веществом и дают
вспышку излучения, нагревающего матрицу. Через матрицу пропускают водород, который
разогревается и с большой скоростью истекает из сопла двигателя.
Часть горячего водорода отводится для привода насоса, а холодный водород из бака,
прежде чем попасть в реактор, проходит через двойные стенки сопла – для его охлаждения.
Позитронный реактор мог бы дать удельный импульс в 900 секунд, сообщают
исследователи. То есть, на каждый грамм израсходованного за секунду рабочего тела
(водорода) он дал бы 900 граммов тяги.
Это примерно в 2-3 раза выше, чем у химических двигателей. Что означает аналогичное
уменьшение необходимого для полёта, например, к Марсу топлива, снижение общего веса
корабля, а значит – снижение необходимой для его разгона силы тяги.
Заметим, ионные двигатели дают намного больший удельный импульс, но требуют мощного
источника электрической энергии извне: или от чудовищно-гигантских солнечных панелей,
или – от небольшой атомной электростанции на борту.
Позитронный же реактор энергетически вполне самодостаточен и технически сравнительно
прост. И в этом его колоссальное преимущество перед ионниками.
К тому же, на данном принципе ничто не мешает создать мощный позитронный привод,
способный вывести корабль на околоземную орбиту. А ионники на это неспособны, они
хороши лишь для межпланетных перелётов.
Что до гипотетических маленьких капсул с ловушками для позитронов – такими вещами как
раз и занимается сейчас компания из города Санта-Фе в штате Нью-Мексико.
Антиматерия домчит обитаемый корабль к Марсу
Второй вариант привода назван "Абляционный позитронный двигатель" (Ablative
Читать далее...