Quando si tratta del futuro dell'esplorazione dello spazio, una delle domande più grandi è: "come e quando viaggeremo verso la stella più vicina?" E mentre le agenzie spaziali hanno riflettuto su questa domanda e hanno avanzato proposte per decenni, nessuna di esse è andata oltre la fase teorica. Per la maggior parte, i loro sforzi si sono concentrati su possibili missioni su Marte e sul sistema solare esterno.
Ma ci sono alcune persone, come il Dr. Gerald Jackson, che stanno lavorando per rendere possibile una missione interstellare nel prossimo futuro. Lui e il suo team di ricerca, che sono stati finanziati dalla NASA in passato, stanno cercando di creare un motore antimateria in grado di raggiungere (o superare) il 5% della velocità della luce. A tal fine, hanno lanciato una campagna Kickstarter per finanziare i loro sforzi.
Con l'avanzare dei concetti di propulsione avanzata, l'antimateria ha molto da offrire. Come dice la propulsione, ha la più alta energia specifica di qualsiasi metodo noto, 100 volte più delle reazioni di fissione / fusione e 10 miliardi di volte più dei propellenti chimici. È anche il più efficiente in termini di consumo di carburante e richiede solo milligrammi di antimateria per produrre la stessa quantità di energia di tonnellate di carburante chimico.
Tipicamente, questo concetto teorico si basa sulla collisione tra idrogeno e antiidrogeno (che hanno la stessa massa ma carica opposta) per generare la spinta. Questo processo libera energia e una pioggia di particelle (pioni e muoni), che possono essere canalizzati da un ugello magnetico per generare spinta.
E mentre laboratori come il CERN hanno prodotto antimateria e sono in corso ricerche sull'immagazzinamento su larga scala, non esistono sistemi di propulsione che possano trasformare l'antimateria in spinta. Il dottor Jackson, laureato alla Cornell University, spera di cambiarlo. Prima di entrare nel settore privato, Jackson ha lavorato come fisico acceleratore presso il Fermi National Accelerator Laboratory per 14 anni.
Nel 2002, ha co-fondato una società a responsabilità limitata (HBar Technologies) per lo sviluppo di mercati commerciali per l'antimateria. Nel 2002, l'Institute for Advanced Concepts (NIAC) della NASA ha assegnato al Dr. Jackson e alla sua azienda $ 75.000 per sviluppare un concetto di missione che potesse attraversare 250 UA di spazio entro 10 anni e con una fornitura di carburante di 10 kg.
Queste specifiche richiedevano essenzialmente la creazione di un razzo antimateria che potesse viaggiare fino all'eliopausa entro un decennio. Il risultato fu un concetto di propulsione che si basava su un raggio che avrebbe sparato antiprotoni focalizzati su una vela per generare propulsione. Questa vela misura 5 metri di diametro ed è composta da un supporto in carbonio su un lato e un foglio di uranio sull'altro (che misura rispettivamente 15 e 296 micron).
Quando un impulso di antiprotoni viene annichilito contro una piccola sezione del lato dell'uranio, la fissione che ne risulta provoca uno slancio. Come il Dr. Jackson ha spiegato a Space Magazine via e-mail:
“Si noti che gli antiprotoni hanno una carica elettrica negativa, simile a un elettrone. Quando gli antiprotoni entrano nella vela, spostano un elettrone in orbita attorno a un nucleo di uranio. Poiché gli antiprotoni e gli elettroni non condividono alcun numero quantico, l'antiprotone precipita immediatamente nello stato atomico di base, causando un'alta probabilità di interazione tra l'antiprotone e un protone o un neutrone all'interno del nucleo.
“In media, un evento di fissione si traduce nella creazione di due nuclei figlia di massa approssimativamente uguale. Queste figlie viaggiano in direzioni opposte con un'energia cinetica di 1 MeV per protone o neutrone. Poiché le figlie sono cariche, quella che viaggia più avanti nella vela è assorbita e i trasferimenti sono slancio in avanti. L'altra figlia vola nello spazio con una velocità di scarico del 4,6% della velocità della luce. Questo trasferimento selettivo di quantità di moto è spinta. "
Sfortunatamente, a causa del contesto di bilancio dell'epoca, la NIAC è stata costretta ad annullare i suoi finanziamenti dopo che era stato concesso un secondo round. Per questo motivo, il Dr. Jackson e i suoi colleghi sono ora alla ricerca di un sostegno pubblico in modo che possano finire il loro lavoro sulla vela sperimentale e prepararlo per l'esposizione a un raggio antiprotone.
Proprio come Project Starshot (che riconoscono nella loro pagina della campagna), Jackson e il suo team stanno cercando di produrre una proposta di missione interstellare che non implichi scorciatoie (ad es. Ordito, buche, cancelli a stella, ecc.). Starshot, come ricorderete, richiede un'imbarcazione per wafer e una vela laser motorizzata che sarebbe in grado di raggiungere velocità fino al 20% della velocità della luce, facendo così il viaggio verso Alpha Centauri in 20 anni.
Allo stesso modo, una vela guidata dall'antiprotone che potrebbe raggiungere una velocità pari o superiore al 5% della velocità della luce sarebbe in grado di raggiungere Alpha Centauri (o Proxima Centauri) in circa 90 anni. Per tutto il tempo, la scienza che sta dietro rimarrebbe nel regno della fisica consolidata, essendo coerente con le leggi del movimento di Newton e la teoria della relatività speciale di Einstein.
"L'aspetto rivoluzionario della vela guidata dall'antimateria è che l'antimateria non è il carburante, ma piuttosto la candela che avvia le reazioni di fissione", ha detto Jackson. "Poiché le reazioni di fissione possono produrre una spinta senza schermature pesanti o altre strutture, la massa del sistema di propulsione può essere paragonabile alla massa del pacchetto di strumenti."
Per vedere il loro progetto, Jackson e i suoi colleghi sperano di raccogliere $ 200.000. Se dovessero avere successo, sperano di organizzare campagne di follow-up per finanziare una serie di esperimenti di convalida, dimostrazioni di archiviazione e dettagli della missione. Alla fine, il loro obiettivo non è altro che trasformare in realtà la propulsione all'antimateria, che sperano un giorno di condurre una missione interstellare.
"Prevediamo che queste campagne forniranno i dati necessari per convincere le persone a finanziare la produzione di antimateria su vasta scala e una missione effettiva in un sistema solare vicino", ha aggiunto Jackson. “L'obiettivo di quelle prime missioni interstellari è di fornire informazioni su questi altri sistemi solari, ad esempio se sono abitabili o abitati. In quest'ultimo caso, vorremmo studiare o interagire con quelle forme di vita nelle missioni successive. Se abitabili e non abitati, abbiamo bisogno di informazioni sufficienti per assicurare il successo di una missione migratoria con equipaggio. "
A partire dalla pubblicazione di questo articolo, Jackson e i suoi colleghi hanno raccolto $ 672 del loro obiettivo da $ 200.000. Tuttavia, la campagna è stata lanciata solo pochi giorni fa e rimarrà aperta per altri 25 giorni. Per coloro che sono interessanti nel seguire i loro progressi o hanno interesse a donare alla loro causa, dai un'occhiata ai link qui sotto.
