Antimatter Rockets - The Future of Space Exploration?

Al giorno d'oggi, sembra che non ci sia molta innovazione quando si tratta di viaggi nello spazio, almeno non nell'innovazione di tipo salta-e-limiti che c'era quando Neil Armstrong camminava sulla luna nel 1969, o il primo attracco di due veicoli spaziali era realizzato nel Space Rendezvous.

Anche se può sembrare così, il mondo sta davvero facendo alcune mosse in Space Exploration e anche nel fare piani per colonizzare pianeti come Marte. Aziende commerciali come SpaceX, Blue Origin, Virgin Orbit e altre ancora hanno e continuano a cambiare radicalmente il funzionamento dei viaggi nello spazio, con innovazioni come i missili riutilizzabili. Sentiamo molto su SpaceX (soprattutto grazie alla massa di follower che Elon Musk ha su più canali social) e ovviamente alla NASA, ma una compagnia che è volata un po 'sotto il radar è Positron Dynamics, una startup che vuole mettere l'antimateria funziona come un carburante per missili.

Cosa c'è di speciale nell'antimateria?

Per rispondere a questo, diamo un'occhiata a come viaggiano attualmente i razzi. I razzi a combustibile liquido usano tipicamente ossigeno liquido e idrogeno liquido o cherosene. Storicamente, ci sono voluti tra 129 e 333 giorni per viaggiare su Marte, un tempo apparentemente molto lungo. Ma immagina di voler viaggiare verso Alpha Centauri: ci sarebbero voluti circa 30.000 anni per arrivarci. Con gli attuali missili, è praticamente impossibile percorrere una tale distanza - e questo è solo per il nostro sistema stellare più vicino. Uno degli attributi principali della nostra velocità della tartaruga (rispetto alla dimensione dell'intero universo) è il peso del carburante per missili, che può davvero rallentarlo.

L'antimateria, in particolare i positroni, d'altra parte, sono estremamente densi di energia. Quando l'antimateria incontra la materia, entrambi vengono annientati, producendo grandi quantità di energia, cioè una conversione di energia al 100%. Confronta questo con una bomba atomica, dove solo circa il 3% della sua massa viene convertita in energia (fonte). Per citare Ryan Weed, CEO di Positron Dynamics, 1 grammo di antimateria può produrre la stessa quantità di energia di 80.000 tonnellate di TNT. Questa enorme esplosione di energia per una quantità così piccola di materia / antimateria potrebbe alimentare la prossima generazione di astronavi, spingendoci in una nuova era di esplorazione dello spazio, creando un motore 1.000 volte più efficiente dello stato attuale dell'ione / propulsori al plasma.

Quanto velocemente potrebbe andare un missile antimateria?

Ancora una volta per citare Ryan Weed e Positron Dynamics, la velocità di un razzo a propulsione antimateria potrebbe raggiungere Alpha Centauri in soli 5 anni, rispetto a 30.000. Ciò accade nella circostanza che un razzo viaggia all'85% della velocità della luce, il che significa che l'intervallo di 5 anni è ampiamente aiutato da una relatività speciale che causa dilatazione del tempo (un argomento per un altro post). In sostanza, saranno trascorsi 5 anni sull'astronave, ma 9 anni saranno passati sulla terra. Nel suo discorso su TedX, Ryan osserva anche quanto tempo ci vorrebbe per arrivare ai confini dell'universo (in un veicolo spaziale che viaggia al 99,99% della velocità della luce). Ci sarebbero voluti solo 30 anni, ma 13,5 miliardi di anni sarebbero passati sulla Terra.

Mentre questi numeri sono tutti teorici e ci sono molte sfide che devono essere superate prima che i razzi antimateria diventino realtà, il fatto che in futuro possa essere possibile attraversare l'intero universo fa pensare che l'innovazione nella tecnologia spaziale abbia solo iniziato.

Quali sono alcuni limiti dei razzi alimentati dall'antimateria?

Il primo evidente problema è che qualsiasi persona che ha viaggiato su un razzo antimateria, se ne fosse stato fabbricato uno e fosse in grado di viaggiare alle velocità dichiarate da Ryan, lascerebbe indietro tutta la sua vita. A causa della dilatazione del tempo, una notevole quantità di tempo sarà passata sulla terra mentre quella persona stava viaggiando, il che probabilmente significa che ogni persona che quella persona abbia mai saputo sarebbe morta.

Ci sono anche alcune sfide tecniche associate ai razzi antimateria: alcune reazioni antimateria producono raggi gamma, che sono, per citare questo articolo della NASA, come i raggi X sugli steroidi. Questi raggi gamma possono rendere i motori radioattivi e sono estremamente dannosi per la salute. Costruire fisicamente una nave con un generatore di positroni a bordo è un'altra grande sfida tecnica, ma se questi problemi possono essere superati, senza dubbio entreremo in un'era di esplorazione dello spazio come mai abbiamo visto prima.

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