Voor ons liggen afstanden die zelfs het licht vele jaren aflegt. Het is duidelijk dat de raketten die we nu hebben niet ver zullen vliegen. Er zijn al een tiental varianten van de motoren van de toekomst uitgevonden. Het is interessant om te zien welke realistisch zijn uitgevoerd.
EmDrive "bucket"
Ontwikkelingsfase: getest bij NASA, TU Dresden en Chinese Academie van Wetenschappen.
Het ontwerp lijkt belachelijk eenvoudig: neem een metalen emmer en plaats er een magnetron in (die zich in een magnetron bevindt) en bedek hem dan goed met een deksel, dat wil zeggen, we sluiten hem af. We zetten de "magnetron" aan en krijgen het volgende: elektromagnetische straling zorgt voor een bepaalde druk, en onder het deksel is deze groter dan onderin. Hierdoor ontstaat een stuwkracht die naar de bodem is gericht. Toegegeven, voor het experimentele model is het verwaarloosbaar - 20 micronewton. Op aarde is dit zelfs niet genoeg om van de plek af te komen. Maar er is een duidelijk voordeel: er is geen brandstof nodig. Helemaal. Bovendien zijn de ontwikkelaars er in de ruimte zeker van dat je zelfs met zo'n laag vermogen in tien jaar kan accelereren tot een snelheid van enkele kilometers per seconde en 3,5 miljard kilometer kan vliegen. Maar op kosmische schaal betekent dit nog steeds langzamer kruipen dan een slak:tot de allerhoogste ster (de zon niet meegerekend natuurlijk) is Proxima Centauri 4 lichtjaar, en elk lichtjaar is 9.000 miljard kilometer.
Ionenmotor
Promotie video:
Ontwikkelingsfase: 1998 - lancering van de Deep Space-1-sonde (de motor werkte 678 dagen), 2003 - lancering van de Hayabusa- en SMART-1-sondes.
Het heeft xenon of een ander inert gas nodig. Elektrische stroom klopt elektronen uit zijn atomen - ionen worden verkregen, die een fantastische versnelling krijgen: tot 200 kilometer per seconde. Dit is 50 keer meer dan de snelheid waarmee het gloeiende gas uit de huidige raketten stroomt. Bovendien kan hij drie jaar achter elkaar onafgebroken werken.
Plasma-motor
Ontwikkelingsfase: VASIMR-project, nog niet getest in de ruimte.
Het is vergelijkbaar met ionisch, maar tientallen keren krachtiger. Het geïoniseerde gas wordt tot enkele miljoenen graden verwarmd en verandert in een toestand van plasma, dat door het mondstuk wordt uitgestoten. Ze overwegen om een dergelijke motor in een ruimtevaartuig te installeren voor bemande vluchten naar Mars. De reis duurt dan slechts 39 dagen. Maar noch hij, noch zijn jongere broer zullen ons naar de sterren brengen: er zal een ongelooflijke hoeveelheid brandstof nodig zijn, en we zullen duidelijk niet leven om op een exoplaneet in zo'n schip te landen.
Fusion-motor
Ontwikkelingsfase: geen werkende monsters.
Ook hij heeft geen brandstof nodig, hij zal het rechtstreeks uit de ruimte halen - waterstof verzamelen (en daar is er genoeg van), het verwarmen tot het punt waarop de atomen thermonucleaire fusie beginnen, dat wil zeggen tot miljoenen graden, en zo energie ontvangen. De bewegingssnelheid blijkt volgens berekeningen gewoon ongelooflijk te zijn - in 11 jaar kun je 400 lichtjaar overwinnen en het sterrenbeeld Pleiaden bereiken, en in 23 jaar in het algemeen in het naburige Andromedastelsel. En het probleem is dat er een speciale, proton-proton thermonucleaire reactie nodig is, maar die is nog niet bereikt.
Antimaterie-engine
Ontwikkelingsfase: theorie, in 2010 - succesvolle productie van antimaterie.
Dus, dus: er zijn elektronen, en er zijn - positronen. Dit zijn elektronen andersom, omdat ze een positieve lading hebben, niet een negatieve. En er zijn dezelfde verkeerde protonen - antiprotonen. Dit alles is antimaterie. Natuurkundigen hebben berekend dat je met behulp van zo'n vier milligram van dergelijke materie binnen een paar weken naar Mars kunt vliegen, en dat 17 gram voldoende is om Alpha Centauri te bereiken. De truc is dat wanneer het in wisselwerking staat met materie - de meest gewone - ze elkaar vernietigen, en tegelijkertijd komt er alleen maar kolossale energie vrij. Een kilo antimaterie plus een kilo gewone antimaterie is gelijk aan de Tsaar Bomba, maar wij aardbewoners hebben het, de meest verschrikkelijke van alle waterstof. Er is nog maar één kleine vraag over - hoe je deze schat kunt krijgen. Het is nog niet gevonden in het waarneembare universum. Ze proberen het zelf te doen. Het eerste antideeltje werd in 1965 gesynthetiseerd. Nu is het de taak om ze in een speciale val te vangen en ervoor te zorgen dat ze daar zo lang mogelijk in hun antistaat blijven. Tot nu toe blijkt het schaars: in 2011 "leefden" 309 antiprotonen gedurende 1000 seconden.
Kwantummotor
Ontwikkelingsfase: taakomschrijving van Roscosmos voor experimentele verificatie.
Als we het hebben over de uitvinding van de Russische wetenschapper Vladimir Leonov, noemen ze hem tegenwoordig een "zwaartekracht" en schelden ze hem over het algemeen voor niets uit. Maar in 2014 toonde de maker zijn experimentele model aan de Russische Academie van Wetenschappen, en daar werd erkend als behoorlijk werkbaar. Toen gaf de motor van 54 kilogram een stuwkracht die in staat was om tot 700 kilogram de ruimte in te tillen en te dragen, terwijl het slechts een kilowatt elektriciteit verbruikte. Het ding is echter erg ingewikkeld. Het heeft bijvoorbeeld een koude kernfusiereactor nodig (en dit is nog steeds een hypothetisch iets), en vooral een nul-element, dat Mendelejev ooit in zijn periodieke systeem opnam en dat de wetenschap tegenwoordig niet herkent. Leonov houdt vol dat het bestaat en dat onzichtbare materie ("kwantumruimte-tijd") er uit bestaat. En als je ermee leert omgaan,dan kun je anti-zwaartekracht krijgen, die ons in 42 uur naar Mars zal brengen. In het voorjaar van 2019 stemde Roskosmos ermee in om Leonov te laten zien hoe het werkt en te bewijzen dat het kan worden gebruikt om de verre ruimte in te vliegen.
Warp Drive
Ontwikkelingsfase: theorie.
We kunnen zeggen dat Leonovs ideeën lijken op die van een andere wetenschapper - de Mexicaanse natuurkundige Miguel Alcubierre. Eens in de jaren 90 had hij genoeg Star Trek gezien en kwam na een hele nacht rekenen tot de conclusie dat niets onmogelijk is in de Enterprise. Je hoeft alleen maar de ruimte rond het schip te vervormen. En hoe? En dus: maak hem gewoon gek, opnieuw met behulp van antizwaartekracht. Alleen hiervoor was geen nul-element nodig, maar iets dat nog onvoorstelbaarder was: exotische materie. We weten niet waar we het kunnen krijgen, maar we weten dat het minder druk heeft dan in een vacuüm. Negatief. U zegt, het gebeurt niet? Het blijkt dat het gebeurt. Het vacuüm is niet leeg, zo bleek, het wemelt van de kwantumdeeltjes, die ook voor druk zorgen. En als je twee microscopisch kleine plaatjes heel, heel, heel dicht bij elkaar legt, dan zullen er minder van deze deeltjes ertussen bungelen dan eromheen. Het blijkt dus dat er onderdruk is. Dit experiment werd in 1948 uitgevoerd door de Nederlandse natuurkundige Hendrik Casimir, dus nu draagt een verbazingwekkend effect zijn naam.
Dus over Alcubierre. Zijn idee is dit: het ruimteschip omringen met een grote exotische ring. En dan zal krankzinnige materie, die in wisselwerking staat met normale materie, antizwaartekracht beginnen te creëren en de ruimte buigen: het zal van voren samentrekken en achter uitzetten. Er zal zo'n tunnel zijn waarin onze "Enterprise", zonder ergens heen te bewegen, sneller zal kunnen bewegen dan het licht, en over twee weken zal hij dichtbij de ster zijn die het dichtst bij de zon staat.
Dat wil zeggen, we zullen exoten niet op microscopisch kleine schaal vinden, maar op normale schaal - en we zullen vliegen.
Adel Romanenkova
