|
Институт передовых концепций NASA (NIAC) выделил грант на исследование,
посвященное изучению возможности использования антивещества в качестве топлива
будущих космических аппаратов. Проект Геральда Смита из компании Positronics
Research выиграл открытый конкурс NIAC.
В общем-то, принцип, заложенный в проекте Геральда Смита, отнюдь не новость:
реактивная тяга создается в результате контакта электронов и позитронов
(антиэлектронов). На выходе – высокоэнергетический гамма-квант. То есть,
попросту говоря, все вещество – и антивещество тоже – превращается без остатка и
мгновенно в излучение (аннигилирует). С энергетической точки зрения процесс
фантастически эффективен: например, доставка космического зонда Cassini к
Сатурну потребовала бы всего нескольких микрограммов античастиц в качестве
топлива.
Проблема только в одном – до сих пор не существует способа получить ощутимые
количества антиматерии в лабораторных условиях. «Говорить об этом в обозримой
перспективе – несерьезно, – подчеркнул в беседе со мной академик Анатолий
Логунов, научный руководитель Института физики высоких энергий (г. Протвино). –
Антивещество для своего получения само требует чрезвычайно больших расходов
электроэнергии. Если бы его удалось накопить, скажем, миллиграмм – это было бы
чрезвычайно интересно. Но для этого потребовались бы совершенно гигантские
расходы энергии».
Тем более впечатляет, что весьма серьезная организация – Национальное управление
по аэронавтике и исследованию космического пространства, NASA – выделяет
специальный грант на исследование возможности набрать столько античастиц, чтобы
их хватило для космического полета, а также придумать конструкцию двигателя и
«топливного бака» для необычного горючего. О нетривиальности поставленной задачи
говорит такой факт: аннигиляция одного грамма вещества с антивеществом
эквивалентна взрыву атомной бомбы мощностью в 10 килотонн.
Похоже, NASA «коллекционирует» нетрадиционные решения, которые могут оказаться
полезны космическому агентству в неопределенном будущем. «В недавнем отчете
Ливерморской национальной лаборатории говорится о совместной с NASA 20-летней
программе создания совершенно нового марсианского корабля. Там есть вариант и с
антивеществом», – прокомментировал по нашей просьбе ситуацию академик Академии
космонавтики имени К.Э. Циолковского Валентин Белоконь.
По мнению нашего эксперта, получение ощутимых количеств антиматерии – это не
самая главная проблема. «В CERN это делается уже не первый год, – напоминает
Белоконь. – Существуют даже оценки, сколько нужно долларов, чтобы получить и
удержать грамм антивещества – порядка 10 миллиардов».
«Теоретически эта идея чистая, четкая, – продолжает Валентин Белоконь. – Но там,
конечно, есть очень трудные проблемы. Я считаю, что будет создаваться ракета не
просто на принципе аннигиляции в качестве источника энергии, а что это
аннигиляционное излучение будет превращено в луч лазера. То есть лазер на
антивеществе в качестве двигателя космического аппарата. Потому что, если просто
аннигилировать, то излучение «прет» во все стороны и его надо отражать каким-то
рефлектором, а это почти невозможно – такого рефлектора нет. А лазер не
нуждается в рефлекторе».
В общем, хотя говорить о какой-то определенной временной перспективе
использования антивещества в качестве ракетного топлива пока не приходится, но,
похоже, ученые постоянно держат в уме такую возможность. А чиновники, в данном
случае чиновники NASA, считают оправданным даже финансировать подобные
«запредельные» проекты.
Краткая история антивещества на Земле
1930 г. – Впервые существование античастиц было теоретически предсказано
английским физиком Полем Дираком.
1932 г.– В космических лучах обнаружены положительно заряженные антиэлектроны
(позитроны).
1955 г. – На ускорителе в Беркли (США) были получены и антипротоны.
1969 г. – Советские физики на ускорителе Института физики высоких энергий в г.
Протвино открыли ядра антигелия-3.
1994 г. – В Европейском центре ядерных исследований (CERN) группа японских
физиков синтезировала достаточно устойчивый гибрид вещества и антивещества, в
котором вокруг атомного ядра вращались один электрон и один протон.
1996 г. – Опять в CERN синтезировано уже полноценное антивещество – 9 атомов
антиводорода. (В этом атоме вокруг ядра, антипротона, вращается позитрон.)
Просуществовали эти 9 атомов время, по сравнению с которым мгновение ока –
вечность.
2002 г. – В CERN смогли получить уже более 50 тыс. атомов антиводорода.
Андрей Ваганов,
Независимая газета # 220 (3617) .
|
