Uma nave espacial de antimatéria como esta poderia, algum dia, encurtar uma viagem a Marte de 11 meses para um mês. Confira a tecnologia atual de voos espaciais nestas fotos de ônibus espaciais. Foto cedida pela NASA "Engenharia, aguardar unidade de dobra . "Com esse comando, a tripulação "Star Trek" dos EUA Enterprise preparada para lançar a nave espacial através do cosmos em velocidades superluminais. Warp drive é outra dessas tecnologias de ficção científica, como teletransporte e viagem no tempo, que têm alguma base científica. Simplesmente ainda não foi alcançado. Contudo, os cientistas estão trabalhando no desenvolvimento de um motor de espaçonave interestelar semelhante ao motor de matéria-antimatéria da Enterprise.
É provável que nenhum motor gere velocidades superluminais; as leis da física nos impedem de fazer isso, mas seremos capazes de ir muito mais rápido do que nossos métodos de propulsão atuais permitem. Um motor de matéria-antimatéria nos levará muito além de nosso sistema solar e nos permitirá alcançar estrelas próximas em uma fração do tempo que levaria para uma espaçonave movida por um motor de hidrogênio líquido, como o usado no ônibus espacial. É como a diferença entre dirigir um carro de corrida Indy e um Ford Pinto 1971. No Pinto, você eventualmente chegará à linha de chegada, mas vai demorar 10 vezes mais do que no carro da Indy.
Neste artigo, examinaremos algumas décadas no futuro das viagens espaciais para examinar um nave espacial de antimatéria , e descobrir o que realmente é a antimatéria e como ela será usada para um sistema de propulsão avançado.
Nesta imagem composta da Nebulosa do Caranguejo, matéria e antimatéria são impulsionadas quase à velocidade da luz pelo pulsar do Caranguejo. As imagens vieram do Observatório de Raios-X Chandra da NASA e do Telescópio Espacial Hubble. Foto da NASA / Getty Images Esta não é uma pergunta capciosa. A antimatéria é exatamente o que você pode pensar que é - o oposto da matéria normal, do qual a maior parte do nosso universo é feita. Até recentemente, a presença de antimatéria em nosso universo era considerada apenas teórica. Em 1928, Físico britânico Paul A.M. Dirac revisou a famosa equação de Einstein E =mc² . Dirac disse que Einstein não considerou que o "m" na equação - massa - pudesse ter propriedades negativas tanto quanto positivas. Equação de Dirac (E =+ ou - mc 2 ) permitiu a existência de antipartículas em nosso universo. Desde então, os cientistas provaram que existem várias antipartículas.
Essas antipartículas são, literalmente, imagens espelhadas da matéria normal. Cada antipartícula tem a mesma massa de sua partícula correspondente, mas as cargas elétricas são invertidas. Aqui estão algumas descobertas de antimatéria do século 20:
Quando a antimatéria entra em contato com a matéria normal, essas partículas iguais, mas opostas, colidem para produzir uma explosão, emitindo radiação pura, que viaja para fora do ponto de explosão na velocidade da luz. Ambas as partículas que criaram a explosão são completamente aniquiladas, deixando para trás outras partículas subatômicas. A explosão que ocorre quando a antimatéria e a matéria interagem transfere toda a massa de ambos os objetos em energia. Os cientistas acreditam que essa energia é mais poderosa do que qualquer outra gerada por outros métodos de propulsão.
Então, por que não construímos um motor de reação matéria-antimatéria? O problema com o desenvolvimento da propulsão de antimatéria é que existe uma falta de antimatéria no universo. Se houvesse quantidades iguais de matéria e antimatéria, provavelmente veríamos essas reações ao nosso redor. Uma vez que a antimatéria não existe ao nosso redor, não vemos a luz que resultaria de sua colisão com a matéria.
É possível que as partículas superassem as antipartículas na época do Big Bang. Como afirmado acima, a colisão de partículas e antipartículas destrói ambos. E porque pode ter havido mais partículas no universo para começar, isso é tudo o que resta. Pode não haver antipartículas existentes naturalmente em nosso universo hoje. Contudo, cientistas descobriram um possível depósito de antimatéria perto do centro da galáxia em 1977. Se isso existe, significaria que a antimatéria existe naturalmente, e a necessidade de fazer nossa própria antimatéria seria eliminada.
Por enquanto, teremos que criar nossa própria antimatéria. Felizmente, há tecnologia disponível para criar antimatéria por meio do uso de aceleradores de partículas de alta energia, também chamados de "destruidores de átomos". Atom smashers, como o CERN, são grandes túneis revestidos de poderosos superímãs que circulam para propelir átomos a velocidades próximas à da luz. Quando um átomo é enviado por meio deste acelerador, bate em um alvo, criando partículas. Algumas dessas partículas são antipartículas separadas pelo campo magnético. Esses aceleradores de partículas de alta energia produzem apenas um ou dois picogramas de antiprótons por ano. Um picograma é um trilionésimo de grama. Todos os antiprótons produzidos no CERN em um ano seriam suficientes para acender uma lâmpada elétrica de 100 watts por três segundos. Levará toneladas de antiprótons para viajar para destinos interestelares.
Uma espaçonave de antimatéria como a deste conceito artístico poderia nos levar além do sistema solar a velocidades incríveis. Foto cedida pelo Laboratório de Ciência de Partículas Energéticas na Penn State University A NASA está possivelmente a apenas algumas décadas de desenvolver uma espaçonave de antimatéria que reduziria os custos de combustível para uma fração do que são hoje. Em outubro de 2000, Os cientistas da NASA anunciaram os primeiros projetos de um motor de antimatéria que poderia gerar um enorme impulso com apenas pequenas quantidades de antimatéria para abastecê-lo. A quantidade de antimatéria necessária para fornecer o motor para uma viagem de um ano a Marte pode ser de apenas um milionésimo de grama, de acordo com um relatório na edição daquele mês do Journal of Propulsion and Power.
A propulsão matéria-antimatéria será a propulsão mais eficiente já desenvolvida, porque 100 por cento da massa da matéria e da antimatéria é convertida em energia. Quando matéria e antimatéria colidem, a energia liberada por sua aniquilação libera cerca de 10 bilhões de vezes a energia que a energia química, como hidrogênio e combustão de oxigênio, o tipo usado pelo ônibus espacial, lançamentos. As reações matéria-antimatéria são 1, 000 vezes mais poderosa do que a fissão nuclear produzida em usinas nucleares e 300 vezes mais poderosa do que a energia de fusão nuclear. Então, os motores de matéria-antimatéria têm o potencial de nos levar mais longe com menos combustível. O problema é criar e armazenar a antimatéria. Existem três componentes principais para um motor de matéria-antimatéria:
Os anéis de armazenamento da espaçonave conterão a antimatéria. Foto cedida pelo Laboratório de Ciência de Partículas Energéticas na Penn State University Aproximadamente 10 gramas de antiprótons seriam combustível suficiente para enviar uma espaçonave tripulada a Marte em um mês. Hoje, leva quase um ano para uma espaçonave não tripulada chegar a Marte. Em 1996, a Mars Global Surveyor levou 11 meses para chegar a Marte. Os cientistas acreditam que a velocidade de uma espaçonave movida a matéria-antimatéria permitiria ao homem ir aonde nenhum homem jamais esteve no espaço. Seria possível fazer viagens para Júpiter e até além da heliopausa, o ponto em que termina a radiação do sol. Mas ainda vai demorar muito até que os astronautas peçam ao timoneiro de sua nave para levá-los à velocidade de dobra.
