Термоядерные двигатели на антиматерии.

Новости космоса становятся всё жарче: НАСА собирается использовать антиматерию в космических кораблях будущего.

Реакции слияния ядер, инициированные пучками частиц антиматерии, могут начать приводить в движение сверхвысокоскоростные космические корабли, отправляемые в длительные путешествия, уже к середине этого века, говорят исследователи.

Корабли с термоядерными двигателями смогут добраться до Юпитера за 4 месяца, открывая таким образом путь к внешней Солнечной системе человеческим экспедициям, согласно отчёту НАСА за 2010 г.

Чтобы сделать эту технологию доступной, учёным придётся преодолеть немало препятствий - в частности связанных с получением и хранением антиматерии, - но некоторые эксперты полагают, что она может быть готова уже к середине столетия.

Сила ядерного синтеза потрясает воображение

Топливо для такого корабля с термоядерными двигателями будет, вероятно, состоять из маленьких гранул, содержащих дейтерий и тритий, - тяжёлые изотопы водорода, которые содержат один или два нейтрона соответственно в своих ядрах. (В ядре обычного атома водорода нет ни одного нейтрона.)

Внутри каждой гранулы это топливо будет окружено другим веществом, возможно, ураном. Поток антипротонов - эквивалентов протона в антиматерии, обладающих электрическим зарядом, равным -1, а не +1, - будет направлен на эти гранулы.

Когда антипротоны будут соприкасаться с урановыми ядрами, они будут аннигилировать, создавая продукты высокоэнергетического распада, которые запустят реакции ядерного синтеза в топливе.

Такие реакции - к примеру слияние ядер дейтерия и трития, ведущее к образованию одного атома гелия-4 и одного нейтрона, - высвобождают огромное количество энергии, которую можно использовать для того, чтобы заставить космический корабль двигаться в нескольких разных направлениях.

"Энергия, выделяющаяся в ходе таких реакций, может быть использована для нагрева горючего или создания импульса при помощи магнитного удержания плазмы и магнитного сопла", - говорится в отчёте за 2010 г., озаглавленном "Пределы современных технологий: Революционные прорывы в исследовании космоса", который НАСА выпустило при поддержке The Tauri Group и ряда экспертов.

Основная идея заключается в следующем: в ходе проекта "Дедал", исследования, проводившегося Британским межпланетным обществом в 1970-е гг., было предложено использование термоядерного ракетного двигателя для межзвёздных космических кораблей. Однако тогда предполагалось, что слияние ядер, рассматриваемое в проекте "Дедал", должно быть инициировано пучками электронов, а не антипротонов.

И всё же что-то нам ещё мешает

Хотя ядерный синтез, запущенный при помощи пучков антипротонов, представляет собой весьма заманчивую технологию, всё же учёным предстоит ещё немало работы до претворения этих замыслов в жизнь.

Возможно, самым сложным станет получение антипротонов - которые могут быть созданы в ускорителях частиц - в достаточных количествах и хранение их достаточно долгое время, необходимое для совершения продолжительного путешествия.

Согласно отчёту "Пределы современных технологий", на полёт до Юпитера может потребоваться около 1,16 г антипротонов. Это, конечно, не очень пугающая цифра, но нужно принять во внимание, что в настоящее время производственные мощности позволяют получать лишь миллиардные доли грамма этого вещества.

Но всё же объёмы производимых антипротонов стремительно возрастают, и поэтому можно надеяться, что следующий крупный научный прорыв, связанный с космическими двигательными установками, случится ещё до наступления 2060 г.