Kuidas Antimatteri Kosmosesõiduk Töötab?

{h1}

Antimatteril on võime hoida uskumatult palju energiat väga väikeses ruumis. Vaadake, kuidas see töötab.

"Tehnoloogia, seisa silmitsi lõime sõita"Selle käsu kohaselt on USS Enterprisei meeskond" Star Trek "valmis kosmose kosmoses kosmosesügavuse kiirendamiseks. Ulatuslik sõit on veel üks sellistest teaduslikest ilukirjandusest nagu teleportation ja aja reisimine, millel on teatud teaduslik alus See pole just veel saavutatud, kuid teadlased töötavad Enterprise-i antimatter-mootoriga sarnase silmapilksuse kosmosesõiduki mootori väljaarendamisel.

- ükski mootor ei pruugi tekitada superluminaalkiirusi; füüsika seadused takistavad meid seda tegema, kuid me suudame minna mitu korda kiiremini, kui lubame oma praeguste jõuallikatega. Teema-antimatteri mootor viib meid kaugemale meie päikesesüsteemist ja laseme jõuda lähedal asuvatele tähtudele murdosa ajast, mil see võtab kosmosesõiduki, mida käivitatakse vedel-vesinikumootoriga, nagu näiteks kosmosesüstikuga kasutatav kosmosesõiduk. See on nagu vahe Indy rassi ja 1971 Ford Pinto sõidu vahel. Pinto-sse jõuate lõpuks finišisse, kuid see võtab 10 korda kauem kui Indy auto puhul.

Selles artiklis me võrdleme paarikümne aasta jooksul kosmosereiside tulevikku, et vaadata antimatteri kosmoseaparaat, ja uurige, milline antimatter on tegelikult ja kuidas seda kasutatakse arenenud jõuallikana.

-

Mis on Antimatter?

Selles koobakujulises pilgis, mis on krabimüli, liigub aine ja antimatter mehaaniliselt kiirgust kiirguse poolt Crab pulsarile. Pilte tulid NASA Chandra röntgenikiirgus ja Hubble kosmoseteleskoobist.

Selles koobakujulises pilgis, mis on krabimüli, liigub aine ja antimatter mehaaniliselt kiirgust kiirguse poolt Crab pulsarile. Pilte tulid NASA Chandra röntgenikiirgus ja Hubble kosmoseteleskoobist.

See pole trikk küsimus. Antimatter on täpselt see, mida võite arvata, et see on - vastupidine normaalsele teemale, mille kohta on loodud meie universumi enamus. Alles hiljuti peeti antimatteri olemasolu meie universumis ainult teoreetilisemaks. 1928. aastal Briti füüsik Paul A.M. Dirac Einsteini kuulus võrrand E = mc². Dirac ütles, et Einstein ei leidnud, et võrrandi "mass" "m" võiks olla negatiivseid ja positiivseid omadusi. Diraci võrrand (E = + või - mc2) lubas meie universumis anti-osakeste olemasolu. Teadlased on seni tõestanud, et eksisteerivad mitmed anti-osakesed.

Need anti-osakesed on sõna otseses mõttes peegelpildid tavalisest materjalist. Igal osakese massil on sama massi kui selle vastav osake, kuid elektrilised laengud on pööratud ümber. Siin on mõned 20. sajandi antimatteri avastused:

  • Positrone - negatiivse laengu asemel positiivsed elektronid. Avastanud Carl Anderson 1932. aastal olid positronid esimesed tõendid selle kohta, et antimatter oli olemas.
  • Antiprotoneid - prootonid, millel on tavalise positiivse laengu asemel negatiivne mõju. 1955. aastal tegid Berkeley Bevatroni teadlased antiprootoni.
  • Anti-aatomid - Positronide ja antiprooonete ühendamine, CERNi teadlased, Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon, lõid esimese anti-aatomi. Koostati 9 vesinikuaatomit, millest igaüks kestab vaid 40 nanosekundit. Alates 1998. aastast tõstsid CERNi teadlased anti-vesinikuaatomite tootmist 2000-ni tunnis.

Kui antimatter satub normaalse ainega kokku, siis põrkuvad need võrdsed, kuid vastandlikud osakesed, et tekitada plahvatus, mis kiirgab puhta kiirguse, mis kulgeb plahvatuse kohast valguse kiiruse suunas. Mõlemad plahvatust tekitanud osakesed on täielikult hävitatud, jättes maha ka teisi subatomilisi osakesi. Anti-aine ja aine vastasmõju tekitatav plahvatus ületab mõlema objekti kogu massi energiaks. Teadlased usuvad, et see energia on võimsam kui ükskõik, mida saab genereerida teiste jõuallikate abil.

Niisiis, miks pole me ehitanud küsimust - antimatteri reaktsiooni mootorit? Anti-vältimatu käitumise arendamise probleem seisneb selles, et universumis on olemas antimatteri puudumine. Kui asjad ja antimatterid oleksid võrdsed, oleksime tõenäoliselt neid reaktsioone meie ümber vaadanud. Kuna antimatter ei eksisteeri meie ümber, ei näe me valgust, mis selle tagajärjel tekiks materjali kokkupõrkel.

Võimalik, et osakesed võõrandumise ajal võisid osakesi vähendada. Nagu eespool märgitud, hävitab osakeste ja anti-osakeste kokkupõrk mõlemat. Ja kuna universumis võib olla rohkem osakesi alustada, on kõik need, mis on jäänud. Täna meie universumis ei pruugi olla looduslikke anti-osakesi. Ent teadlased avastasid antimatteri võimaliku hoiuse galaktika keskkoha lähedal 1977. aastal. Kui see nii eksisteerib, tähendab see, et antimatter on loomulikult olemas, ja vajadus oma antimatteri loomiseks kõrvaldada.

Praeguseks peame looma oma antimatteri.Õnneks on olemas tehnoloogia, mis tekitab antimatteri, kasutades kõrge energiasisaldusega osakeste kolleeereid, mida nimetatakse ka "aatomi smasheriteks". Atomi mastaabid, nagu CERN, on suured tunnelid, mis on vooderdatud võimsate supermagnetega, mis ringi ümbritsevad aatomite liikumiseks peaaegu valguse kiirustel. Kui see kiirendi saadetakse aatomiga, lööb see sihtmärgiks, moodustades osakesed. Mõned neist osakestest on antipartiklid, mis eralduvad magnetvälja poolt. Need suure energiaga osakeste kiirendid annavad ainult ühe või kaks pikogrammi antiprotone igal aastal. Pikogramm on grammi triljonit. Kõik CERNis ühe aasta jooksul toodetud antiprotoneid oleks piisav, et valgustada 100-vattilisi elektripirni kolm sekundit. Intervjuude sihtkohtadesse sõitmiseks kulub palju antiprooone.

Matter-Antimatter Engine

Antimatteri kosmosesõiduk nagu see kunstniku kontseptsioon võib viia meid kaugemale Päikesesüsteemist suurepäraste kiiruste juures.

Antimatteri kosmosesõiduk nagu see kunstniku kontseptsioon võib viia meid kaugemale Päikesesüsteemist suurepäraste kiiruste juures.

NASA on võib-olla vaid mõni aastakümne eemal antimatteri kosmoseaparaadi väljatöötamisest, mis vähendaks kütusekulusid murdosa sellest, mida nad täna on. 2000. aasta oktoobris teatasid NASA teadlased antimatteri mootori varajastest konstruktsioonidest, mis võivad tekitada tohutut tõukejõudu, kusjuures ainult vähesel hulgal antimetreed seda õhutavad. Vastavalt raportile, mis avaldati selle väljaande ajakirjas Journal of Propulsion and Power, antimatteri kogus, mis oli vajalik mootori tarnimiseks üheaastaseks reisiks Marsile, võib olla sama väike kui ühe miljoni grammi.

Materjal - antimatteri jõuallikad on kõige tõhusam käiturss kunagi arenenud, sest 100 protsenti massi ja antimatteri on ümber energia. Kui aine ja antimatter koonduvad, vabaneb nende hävitamisest vabanev energia umbes kümme miljardit korda rohkem energiat, mida keemiline energia, nagu vesinik ja hapniku põlemine, mida kosmosesüstik kasutab, vabaneb. Materiaalsete antimatteride reaktsioonid on 1000 korda võimsamad kui tuumaelektrijaamades toodetud tuumalõhk ja 300 korda võimsam kui tuumasünteesienergia. Niisiis on materjali-antimatteri mootoril potentsiaal võtta meid kaugemale kütusest. Probleem on antimatteri loomine ja säilitamine. Antimatteri mootorile on kolm peamist komponenti:

  • Magnetlahendusrõngad - Antimatter tuleb eraldada tavapärasest materjalist, nii et magnetväljade salvestusrõngad võivad ringi ümber liigutada antimatteri, kuni see on vajalik energia tekitamiseks.
  • Feed süsteem - Kui kosmosesõiduk vajab rohkem võimsust, vabaneb antimatter põgenema aine sihtmärgiga, mis vabastab energia.
  • Magnetilise raketi otsakütteseade - Nagu osakeste kokkupakkja Maal, liigub pikk magnetotsik materjali poolt tekitatud energia - antimatter läbi käiguvaheti.

Kuidas Antimatteri kosmosesõiduk töötab?: energia

Kosmosesõiduki hoidla rõngad hoiavad antimatteri.

Ühe kuu jooksul on Marsi mehitatud kosmoselaevade saatmiseks piisav kütus umbes kümme grammi antiprotone. Täna läheb Marsile jõudmiseks mehitamata kosmosesõidukit peaaegu aasta. Aastal 1996 Mars Global Surveyor Marsile jõudmiseks kulus 11 kuud. Teadlased usuvad, et aine-antimatter-powered kosmosesõiduki kiirus võimaldab inimesel minna, kui ükski inimene pole varem kosmoses. Siis oleks võimalik teha matkad Jupiteri ja isegi heliopausi kaugemale, kus päikesekiirgus lõpeb. Kuid astronaudid nõuavad, et nende kiirlaevade roolisammas võtaksid nad kiiruse keerdumiseks veel pikka aega.


Video Täiendada: .




Uurimistöö


Miks Icebregs Float?
Miks Icebregs Float?

Kuidas Ruumi Liftid Töötavad
Kuidas Ruumi Liftid Töötavad

Teadusuudised


Mis Vahe On Tumeda Ja Valge Türgi Liha Vahel?
Mis Vahe On Tumeda Ja Valge Türgi Liha Vahel?

Vulkaanipurumised, Mis On Pikalt Hilinenud Alla
Vulkaanipurumised, Mis On Pikalt Hilinenud Alla

Teadusprojektid Saavad Uue Crowdfunding Saidilt Tõuke
Teadusprojektid Saavad Uue Crowdfunding Saidilt Tõuke

Vastuolud Ei Salluta Vandenõuteooriaid
Vastuolud Ei Salluta Vandenõuteooriaid

Kuidas Teadlased Määravad Dinosauruste Luude Vanuse?
Kuidas Teadlased Määravad Dinosauruste Luude Vanuse?


ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com