La scoperta e la catalogazione di nuovi pianeti abitati nel giro di pochi anni-luce dalla Terra, fornirà presto la motivazione, per esplorare questi nuovi mondi e a tal fine sorgerá il dibattito su come arrivarci.
Ma come potremmo raggiungere le altre stelle?
Sia gli scienziati che gli scrittori di fantascienza hanno a lungo favorito la propulsione materia-antimateria. Nella serie TV di Star Trek, il carburante antimateria è ero discusso con la stessa disinvoltura dell'acquisto di un cilindro di propano per la griglia del barbecue.
L'antimateria è l'immagine speculare delle cariche elettriche che si trovano nella materia normale. Fu abbondante dopo il Big Bang. Ma quando entró in contatto con la materia normale venne annientata in uno scoppio potente dei raggi gamma.
Fortunatamente per noi, c'è stato un eccesso molto lieve di materia normale nell'Universo per dar vita alle stelle ed ai pianeti. Questo si chiama violazione di CP: la rottura della simmetria prevista tra il numero di particelle e antiparticelle effettuate nel Big Bang.
Il problema è che Dio non crea più antimateria. E anche se ci fossero intere galassie di antimateria là fuori sarebbero lontano da loro.
Ma come fonte di combustibile, l'antimateria non può essere battuta da nient'altro, secondo quanto Jennifer Ouellette descrive nel suo recente articolo.
Nel film del 2009 "Angeli e Demoni", l'antimateria estratta dal Large Hadron Collider fu usata per la fabbricazione di una bomba terrorista contro il Vaticano.
In realtà, alcune stime indicano che ci sarebbero voluti 1000 anni per fare un microgrammo di antimateria con gli attuali acceleratori. Tuttavia, l'intensità dei fasci di antiprotoni negli acceleratori è aumentata di circa quattro ordini di grandezza per decade. Casualmente, la crescita della produzione di idrogeno liquido, che ha spinto lo space shuttle della NASA, è anche aumentato esponenzialmente nel corso degli ultimi decenni.
Una scorta di antidrogeno potrebbe crescere in modo esponenziale tanto che un microgrammo di combustibile potrebbe essere prodotto entro la metà del 21 ° secolo, dicono alcuni esperti.
Purtroppo l'antimateria necessaria per la propulsione interstellare è molta di più. Per una ricognizione su un pianeta e per la missione di atterraggio, l'astronave dovrà avere abbastanza carburante per decelerare fino alla destinazione. Una nave con un carico utile di 100 tonnellate progettato per una crociera al 40 per cento della velocità della luce richiederebbe l'equivalente di 80 superpetroliere piene di carburante antimateria. Se la velocità di crociera fosse limitata al 25 per cento della velocità della luce, i requisiti di combustibile sarebbero notevolmente inferiori.
L'antimateria che spinge le astronavi potrebbe non restare solo un sogno fantascientifico se diventasse sempre più fattibile accumulare antimateria in grandi quantità. Una volta raccolta dovrebbe essere conservata in modo sicuro, protetta dal contatto con la materia normale.
Nel 2011, al CERN, con l'Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) sono stati intrappolati 309 atomi di antimateria per poco più di un quarto d'ora.
E' stato anche scoperto che gli antiprotoni sono presenti e intrappolati dal campo magnetico della Terra, grazie allo studio internazionale della missione del sarellite PAMELA (Payload per Antimatter / Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics). L'Alpha Magnetic Spectrometer recentemente installato sulla Stazione Spaziale Internazionale dovrebbe anche essere in grado di rilevare, identificare e misurare antiparticelle in orbita attorno alla Terra.
Ma come potremmo raggiungere le altre stelle?
Sia gli scienziati che gli scrittori di fantascienza hanno a lungo favorito la propulsione materia-antimateria. Nella serie TV di Star Trek, il carburante antimateria è ero discusso con la stessa disinvoltura dell'acquisto di un cilindro di propano per la griglia del barbecue.
L'antimateria è l'immagine speculare delle cariche elettriche che si trovano nella materia normale. Fu abbondante dopo il Big Bang. Ma quando entró in contatto con la materia normale venne annientata in uno scoppio potente dei raggi gamma.
Fortunatamente per noi, c'è stato un eccesso molto lieve di materia normale nell'Universo per dar vita alle stelle ed ai pianeti. Questo si chiama violazione di CP: la rottura della simmetria prevista tra il numero di particelle e antiparticelle effettuate nel Big Bang.
Il problema è che Dio non crea più antimateria. E anche se ci fossero intere galassie di antimateria là fuori sarebbero lontano da loro.
Ma come fonte di combustibile, l'antimateria non può essere battuta da nient'altro, secondo quanto Jennifer Ouellette descrive nel suo recente articolo.
Nel film del 2009 "Angeli e Demoni", l'antimateria estratta dal Large Hadron Collider fu usata per la fabbricazione di una bomba terrorista contro il Vaticano.
In realtà, alcune stime indicano che ci sarebbero voluti 1000 anni per fare un microgrammo di antimateria con gli attuali acceleratori. Tuttavia, l'intensità dei fasci di antiprotoni negli acceleratori è aumentata di circa quattro ordini di grandezza per decade. Casualmente, la crescita della produzione di idrogeno liquido, che ha spinto lo space shuttle della NASA, è anche aumentato esponenzialmente nel corso degli ultimi decenni.
Una scorta di antidrogeno potrebbe crescere in modo esponenziale tanto che un microgrammo di combustibile potrebbe essere prodotto entro la metà del 21 ° secolo, dicono alcuni esperti.
Purtroppo l'antimateria necessaria per la propulsione interstellare è molta di più. Per una ricognizione su un pianeta e per la missione di atterraggio, l'astronave dovrà avere abbastanza carburante per decelerare fino alla destinazione. Una nave con un carico utile di 100 tonnellate progettato per una crociera al 40 per cento della velocità della luce richiederebbe l'equivalente di 80 superpetroliere piene di carburante antimateria. Se la velocità di crociera fosse limitata al 25 per cento della velocità della luce, i requisiti di combustibile sarebbero notevolmente inferiori.
L'antimateria che spinge le astronavi potrebbe non restare solo un sogno fantascientifico se diventasse sempre più fattibile accumulare antimateria in grandi quantità. Una volta raccolta dovrebbe essere conservata in modo sicuro, protetta dal contatto con la materia normale.
Nel 2011, al CERN, con l'Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) sono stati intrappolati 309 atomi di antimateria per poco più di un quarto d'ora.
E' stato anche scoperto che gli antiprotoni sono presenti e intrappolati dal campo magnetico della Terra, grazie allo studio internazionale della missione del sarellite PAMELA (Payload per Antimatter / Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics). L'Alpha Magnetic Spectrometer recentemente installato sulla Stazione Spaziale Internazionale dovrebbe anche essere in grado di rilevare, identificare e misurare antiparticelle in orbita attorno alla Terra.
Gli studi teorici suggeriscono che la magnetosfera dei pianeti molto più grandi, come Giove, dovrebbe avere più antiprotoni della Terra. "Se fossepossibile, la raccolta di antimateria nello spazio, avrebbe completamente aggirerebbe l'ostacolo della bassa efficienza energetica quando un acceleratore venisse utilizzato per la produzione di antimateria", scrive Ronan Keane (Western Reserve Academy) e Zhang Wei-Ming (Kent State University) in un articolo pubblicato di recente sulla progettazione di un motore ad antimateria.
Per quanto inverosimile, come tutto ciò possa sembrare, immaginare cercando di spiegare a Lord Kelvin o Thomas Edison la padronanza avremmo sulla materia ed energia all'inizio del 21 ° secolo. Anche Albert Einstein nel 1932 è stato citato per aver detto: "Non c'è la minima indicazione che l'energia nucleare sarà presto disponibile". Pertanto, la sfida apparentemente impossibile di utilizzare come fonte di energia finale l'antimateria, potrebbe essere relativamente di routine tra un secolo.
Le cisterne di stoccaggio per l'antimateria potrebbero un giorno essere lo spazio interplanetario tra la Terra e Giove. Depositi orbitanti di carburante di antimateria potrebbero essere costruiti come risorsa per lanciare la nostra prima missione interstellare.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://news.discovery.com/space/harvesting-antimatter-in-space-to-fuel-starships-120523.html
Per quanto inverosimile, come tutto ciò possa sembrare, immaginare cercando di spiegare a Lord Kelvin o Thomas Edison la padronanza avremmo sulla materia ed energia all'inizio del 21 ° secolo. Anche Albert Einstein nel 1932 è stato citato per aver detto: "Non c'è la minima indicazione che l'energia nucleare sarà presto disponibile". Pertanto, la sfida apparentemente impossibile di utilizzare come fonte di energia finale l'antimateria, potrebbe essere relativamente di routine tra un secolo.
Le cisterne di stoccaggio per l'antimateria potrebbero un giorno essere lo spazio interplanetario tra la Terra e Giove. Depositi orbitanti di carburante di antimateria potrebbero essere costruiti come risorsa per lanciare la nostra prima missione interstellare.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Fonte:
http://news.discovery.com/space/harvesting-antimatter-in-space-to-fuel-starships-120523.html
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