Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Использование антиматерии в ракетных двигателях

Антиматерия, кроме того, что является сугубо искусственной субстанцией на Земле, имеет еще и самую высокую стоимость за 1 грамм - около 62,5 триллионов долларов. Кроме всего прочего, хранилище для антиматерии представляет собой достаточно сложный контейнер, имеющий в своей основе магнитную ловушку.

Такая высокая цена обусловлена большими затратами энергии для получения антиматерии, например, всего 10 нанограмм антипротонов - как раз столько получают в лаборатории Ферми (Chicago) на ускорителе за весь год. Антипротон образуется после столкновения двух очень высокоэнергетичных положительных протонов.

Как известно, при соединении антивещества с обычным веществом происходит аннигиляция и выделяется огромное количество энергии - по сути всё вещество превращается в энергию. Идеальное топливо для космических ракет, не так ли? Можно ведь очень точно регулировать количество энергии. Очень здорово, но только стоимость антиматерии не позволяет её использовать для двигателей.

Однако, учёные из исследовательского центра NASA (Propulsion Research Center) в Хантсвилле (Huntsville, Alabama) придумали, как использовать антиматерию в малых количествах для создания двигателей космического корабля. Возникает вопрос - а почему бы не сделать микровзрыв простым ядерным распадом? Ранее было неизвестно, как перенасытить нейтронами я́дра урана, чтобы произошёл распад с выделением энергии. В малых количествах, разумеется. В больших - известно. Однако, сейчас ключ решения этой проблемы был найден и коротко описывается следующим образом - в сгусток антипротонов (т.е. в плазму) "впрыскивают" смесь из дейтерия (тяжелый водород), урана-238 и гелия-3 (легкий гелий). При этом, антипротоны обеспечивают уникальный тип реакции распада - производится в 6 раз больше свободных нейтронов, чем при обычной реакции распада. Получившейся энергии хватает, чтобы начать реакцию синтеза. Нейтроны инициируют взрыв гелиево-водородной смеси, производя реакцию термоядерного синтеза. Т.е. как бы водородная бомба в миниатюре. Что, собственно, и требовалось.

Такой тип реакции получил и своё название - Инициированный Антиматерией Микросинтез (antimatter initiated microfusion - AIM).

На рисунке видна схема космического корабля, имеющего двигатели именно на этой основе. Слева - сами двигатели с магнитными соплами, справа - модуль оборудования и модуль экипажа. Для обеспечения полётов внутри Солнечной системы потребуется, по прикидкам учёных, от 1 до 100 микрограмм антиматерии. Количество обуславливает скорость в конце ускорения - она может достигнуть и 1000 км/с - этого будет достаточно, чтобы астронавты долетели до края Солнечной системы не состарившись (антиматерия позволит, например, совершить полёт к Марсу всего за 3 месяца). Однако, даже такое количество антиматерии всё равно является слишком огромным, чтобы говорить о полетах хотя бы в ближайшие 50 лет. Исследователи лаборатории Ферми утверждают, что они приложат все усилия, чтобы удваивать количество производимой антиматерии каждый год. Впрочем, время покажет, когда это произойдёт.

Эле́ктрогравитация

Здесь представлены некоторые фотографии экспериментов и схемы. Т-обра́зный конденсатор позволяет создать сонапра́вленные электрические силы, действующие на пластины конденсатора.

Детектирование силы на весах. Красный и серый провода (выход высоковольтного генератора) соединены тонкими провода́ми с Т-обра́зным конденсатором. Напряжение включено и стрелка весов отклоняется.

Эксперимент воспроизведён группой из Франции, 21 Мая 2000 года.

Разумеется, потребуется несколько лет работы над технологическими деталями проекта, но это не принципиальный вопрос, а проблема финансирования и обеспечения материалами. Известные патенты T.T.Brown 1927-1965 годов сегодня открыты для внедрения. Основная идея может быть выражена в нескольких словах: движущая сила создается за счет асимме́трии структуры электрического поля, его градиента, обусла́вливаемого суперпозицией или формой электродов, а также градиентом свойств диэлектрика. Данная идея была опи́сана в авторских работах, например, доклад 1998 года на конференции "Пространство, Время и Гравитация" в Санкт-Петербурге.

В данной версии в пластиковом диске, который находится между плоским (справа) и цилиндрическим (слева) электродами, создается градиент электрического поля и его асимме́трия обуславливает движущую силу. Источник 3 ки́ловольт соединён с конденсатором только одним проводом. направление силы - справа налево.

При обсуждении идеи уединенного асимметричного терминала (полусферического конденсатора) часто возникает вопрос: где вторая плата конденсатора? Для тех, кто знаком с работами Н.Тесла, вопроса не существует. Для общего понимания задачи достаточно классического представления о потенциале заря́женного тела и нулевом потенциале точки, удаленной на бесконечное расстояние. Таким образом, мы приходим к выводу о том, что движущая сила, действующая на заря́женную полусферу или другой асимметричный конденсатор, приложена между ней и всеми удаленными точками нулевого потенциала.

Поскольку изменение величины потенциала с расстоянием является сво́йством самого́ пространства, то градиент электрического поля вокруг заря́женной полусферы можно рассматривать, как градиент давления среды́ на тело. Далее можно перейти к рассмотрению явлений эфи́родинамики, по аналогии с аэродинамикой и гидродинамикой.