🇺🇸🙀 Silnik z antymaterią z programu NASA
W nitce o najbardziej odjechanych pomysłach nagradzanych przez NASA umieściłem ankietę, z której wyszło, że chcecie przeczytać o nagrodzonym w programie NIAC 2018 silniku rakietowym wykorzystującym antymaterię.
Zapnijcie pasy...
1/n
W nitce o najbardziej odjechanych pomysłach nagradzanych przez NASA umieściłem ankietę, z której wyszło, że chcecie przeczytać o nagrodzonym w programie NIAC 2018 silniku rakietowym wykorzystującym antymaterię.
Zapnijcie pasy...
1/n
Silniki zasilane antymaterią od dekad rozpalają wyobraźnię pisarzy science-fiction i fanów podróży kosmicznych.
Star Trek, Avatar, choćby w tych głośnych tytułach statki kosmiczne zasilane są energią z tego... nie aż tak jak myślicie egzotycznego źródła.
2/n
Star Trek, Avatar, choćby w tych głośnych tytułach statki kosmiczne zasilane są energią z tego... nie aż tak jak myślicie egzotycznego źródła.
2/n
Jednocześnie antymateria przyprawia o ból głowy pracujących z nią naukowców.
Tworzenie, zwłaszcza cięższych cząstek, jest kosmicznie drogie, a przechowywanie bardzo trudne. Do tego, te duże i kosztowne pułapki magnetyczne nie potrafią zatrzymać jej na dłużej .
Dlaczego?
3/n
Tworzenie, zwłaszcza cięższych cząstek, jest kosmicznie drogie, a przechowywanie bardzo trudne. Do tego, te duże i kosztowne pułapki magnetyczne nie potrafią zatrzymać jej na dłużej .
Dlaczego?
3/n
Antymateria to w uproszczeniu materia o przeciwnym ładunku elektrycznym do „naszej”.
Pozyton jest dodatni, antyproton ujemny, antyneutron.. dalej neutralny, ale ładunki ułamkowe antykwarków są odwrotne .
Do brzegu... spotkanie materii z antymaterią kończy się anihilacją.
4/n
Pozyton jest dodatni, antyproton ujemny, antyneutron.. dalej neutralny, ale ładunki ułamkowe antykwarków są odwrotne .
Do brzegu... spotkanie materii z antymaterią kończy się anihilacją.
4/n
Materia i antymateria zmieniają się w czystą, lub prawie czystą energię, w postaci promieniowania gamma.
Z takimi fotonami w większej ilości nie chcecie się spotkać, zrobiłyby waszym komórkom „jesień średniowiecza”.
To problem tych napędów już na poziomie teoretycznym.
5/n
Z takimi fotonami w większej ilości nie chcecie się spotkać, zrobiłyby waszym komórkom „jesień średniowiecza”.
To problem tych napędów już na poziomie teoretycznym.
5/n
Największym problem jest jednak wspomniane przechowywanie.
Tu pojawia się Ryan Weed i jego firma Positron Dynamics, której rozwiązanie jest banalnie proste. Nie przechowujmy antymaterii w ogóle...
Jak?
6/n
Tu pojawia się Ryan Weed i jego firma Positron Dynamics, której rozwiązanie jest banalnie proste. Nie przechowujmy antymaterii w ogóle...
Jak?
6/n
Bułka z masłem...
Produkujmy antymaterię na statku, aby przy jej pomocy wywołać fuzję deuterową która da nam ciąg, a przy okazji „wyprodukuje” źródło tworzące kolejną antymaterię.
Nie martwcie się, jak pierwszy raz o tym przeczytałem sięgnąłem po butelkę Porto.
7/n
Produkujmy antymaterię na statku, aby przy jej pomocy wywołać fuzję deuterową która da nam ciąg, a przy okazji „wyprodukuje” źródło tworzące kolejną antymaterię.
Nie martwcie się, jak pierwszy raz o tym przeczytałem sięgnąłem po butelkę Porto.
7/n
Przejdziemy przez to razem 😉
I. Produkcja antymaterii
Najłatwiej wytworzyć pozytony, natura sama je produkuje w procesie rozpadu beta+.
Weed chce użyć izotopu kryptonu, Kr-79, któremu jeden proton szybko zmienia się w neutron, emitując z tej okazji pozyton i neutrino.
8/n
I. Produkcja antymaterii
Najłatwiej wytworzyć pozytony, natura sama je produkuje w procesie rozpadu beta+.
Weed chce użyć izotopu kryptonu, Kr-79, któremu jeden proton szybko zmienia się w neutron, emitując z tej okazji pozyton i neutrino.
8/n
II. Schładzanie
Świeżo narodzone pozytony mają wadę, są strasznie gorące. W fizycznym sensie latają gdzie popadnie z ogromnymi prędkościami.
Żeby nad nimi zapanować, np. przy pomocy pola magnetycznego, należy je schłodzić.
9/n
Świeżo narodzone pozytony mają wadę, są strasznie gorące. W fizycznym sensie latają gdzie popadnie z ogromnymi prędkościami.
Żeby nad nimi zapanować, np. przy pomocy pola magnetycznego, należy je schłodzić.
9/n
To niezbędne. W dalszym etapie pozytony trzeba schwytać, skumulować i uformować w wiązkę, którą impulsowo strzela się w deuter.
Ale... znane dziś moderatory schładzają pozytony nieefektywnie, uzyskuje się mniej niż 1% „chłodnych” pozytonów z wszystkich wprowadzonych.
10/n
Ale... znane dziś moderatory schładzają pozytony nieefektywnie, uzyskuje się mniej niż 1% „chłodnych” pozytonów z wszystkich wprowadzonych.
10/n
Positron Dynamics miało stworzyć moderator, który uzyskiwałby... 60% chłodnych pozytonów z każdego „wkładu”.
Służyła do tego wielowarstwowa „pułapka” z półprzewodników, która przy pomocy pól magnetycznych i elektrycznych opanowywała niesforne pozytony.
11/n
Służyła do tego wielowarstwowa „pułapka” z półprzewodników, która przy pomocy pól magnetycznych i elektrycznych opanowywała niesforne pozytony.
11/n
III. Fuzja
Jej mechanizm przypomina nieco głośnią ostatnio „dodatnią” fuzję inicjowaną laserowo.
Laser zastąpi strumień pozytonów, a za pigułkę deuterowo-trytową zamkniętą w złotej „klatce”, robić będzie warstwa deuteru, bardzo gęsto osadzonego na płytce z palladu.
12/n
Jej mechanizm przypomina nieco głośnią ostatnio „dodatnią” fuzję inicjowaną laserowo.
Laser zastąpi strumień pozytonów, a za pigułkę deuterowo-trytową zamkniętą w złotej „klatce”, robić będzie warstwa deuteru, bardzo gęsto osadzonego na płytce z palladu.
12/n
Anihilacja pozytonu i elektronu ma wywołać przyśpieszenie atomów deuteru, a ich zderzenia, nieuniknione przy zakładanych gęstościach, mają skutkować fuzją.
Anihilacja jest tu więc katalizatorem, a nie wartością samą w sobie.
13/n
Anihilacja jest tu więc katalizatorem, a nie wartością samą w sobie.
13/n
IV. Produkcja Kryptonu-79
W efekcie powstanie ciąg generowany przez wyrzucaną dyszą plazmę helową (okiełznaną polem magnetycznym) oraz neutrony.
Zadaniem tych ostatnich jest produkcja Kryptonu-79. Komorę fuzyjną otacza zbiornik ciśnieniowy z Kryptonem-78, w którym...
14/n
W efekcie powstanie ciąg generowany przez wyrzucaną dyszą plazmę helową (okiełznaną polem magnetycznym) oraz neutrony.
Zadaniem tych ostatnich jest produkcja Kryptonu-79. Komorę fuzyjną otacza zbiornik ciśnieniowy z Kryptonem-78, w którym...
14/n
...część atomów „wyłapie” neutrony, stając się Kryptonem-79. Wraz z pracą silnika jego ilość ma rosnąć.
Izotop będzie kumulowany, aż odpowiednia porcja wysoko wzbogaconego Kr-79 trafi na początek cyklu, gdzie... wygeneruje pozytony.
I tak do wyczerpania deuteru.
15/n
Izotop będzie kumulowany, aż odpowiednia porcja wysoko wzbogaconego Kr-79 trafi na początek cyklu, gdzie... wygeneruje pozytony.
I tak do wyczerpania deuteru.
15/n
Tu macie uproszczony schemat cyklu.
Silnik dostał nagrodę w I fazie NIAC, ale do drugiej już nie przeszedł. Nie udało się też zrobić demonstracyjnego cubesata, co zapowiadano jeszcze przed konkursem.
Dyskusja na temat silnika wygasła, były podejrzenia, że firma padła.
16/n
Silnik dostał nagrodę w I fazie NIAC, ale do drugiej już nie przeszedł. Nie udało się też zrobić demonstracyjnego cubesata, co zapowiadano jeszcze przed konkursem.
Dyskusja na temat silnika wygasła, były podejrzenia, że firma padła.
16/n
Co mogło pójść nie tak? Sporo:
- ogromne wątpliwości budziły zakładane w projekcie gęstości deuteru.
- wielu naukowców wątpi w deklarowaną efektywność „spowalniacza”.
- nie sprawdzony jest mechanizm zmiany energii anihilacji na energię kinetyczną zdolną „poruszyć” deuter.
17/n
- ogromne wątpliwości budziły zakładane w projekcie gęstości deuteru.
- wielu naukowców wątpi w deklarowaną efektywność „spowalniacza”.
- nie sprawdzony jest mechanizm zmiany energii anihilacji na energię kinetyczną zdolną „poruszyć” deuter.
17/n
Wyzwań inżynieryjnych również była masa.
Praca naukowa stojąca za projektem musiała być jednak wartościowa. Choć Weed nie wszedł do II fazy, w tym roku otrzymał kolejną nagrodę, za równie ekscentryczny pomysł.
Przeczytacie o nim w tej nitce 👇
18/n
Praca naukowa stojąca za projektem musiała być jednak wartościowa. Choć Weed nie wszedł do II fazy, w tym roku otrzymał kolejną nagrodę, za równie ekscentryczny pomysł.
Przeczytacie o nim w tej nitce 👇
https://twitter.com/Chris_Kurdyla/status/1620724433899106305
18/n
Ciekawe, czy twórca wierzy w możliwość funkcjonowania tego silnika, choćby w dalekiej przyszłości.
Naukowiec mógł próbować w sprytny sposób zdobyć pieniądze na własne badania nad jednym z wymienionych zjawisk. Dla celów konkursowych ubierając je w nośny temat silnika.
19/n
Naukowiec mógł próbować w sprytny sposób zdobyć pieniądze na własne badania nad jednym z wymienionych zjawisk. Dla celów konkursowych ubierając je w nośny temat silnika.
19/n
Według Reeda na świecie jest tylko kilkudziesięciu fizyków pozytonowych. Nawet NASA mogło mieć problem z oceną praktyczności tej idei.
Ale... mogli też nie wierzyć w całość, ale uznać za wartościowy i przyszłościowy fragment projektu. W NIAC i takie rzeczy są możliwe.
20/n
Ale... mogli też nie wierzyć w całość, ale uznać za wartościowy i przyszłościowy fragment projektu. W NIAC i takie rzeczy są możliwe.
20/n
Ale zapomniałbym... dlaczego antymateria nie jest aż tak egzotyczna?
Choć jest jej bardzo mało i żyje wybitnie krótko, powstaje... relatywnie często. Rozpad beta+ dotyczy nie tylko Kryptonu-79, ale także izotopów innych pierwiastków.
Tak czasem rozpada się np. Potas-40.
21/n
Choć jest jej bardzo mało i żyje wybitnie krótko, powstaje... relatywnie często. Rozpad beta+ dotyczy nie tylko Kryptonu-79, ale także izotopów innych pierwiastków.
Tak czasem rozpada się np. Potas-40.
21/n
Jeśli coś zawiera większą ilość zwykłego potasu, ma także śladowe ilości 40-ki. Ktoś kiedyś wyliczył, że banan emituje pozytron raz na 75 minut.
Ale znacznie więcej potasu zawiera... każdy z nas. Także każdy jest trochę anty, choćby tylko przez chwilę 😉
22/n
Ale znacznie więcej potasu zawiera... każdy z nas. Także każdy jest trochę anty, choćby tylko przez chwilę 😉
22/n
Jeśli nitka się Wam podobała, jak zwykle prośba o retweeta. To pomaga dotrzeć do większej ilości czytelników.
23/end
23/end
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
