پیش‌نویس:موشک پادماده
 | در انتظار بازبینی. لطفاً شکیبا باشید.
این ممکن است بیش از شش ماه زمان ببرد؛ چرا که بازبینی پیش‌نویس‌ها هیچ ترتیب مشخصی ندارد. در حال حاضر ۳۱۶ مقالهٔ ثبت‌شده در انتظار برای بازبینی هستند.
جایی که می‌توانید کمک بگیرید
چگونگی بهبود یک پیش‌نویس
همچنین می‌توانید با کنکاش در ویکی‌پدیا:مقاله‌های برگزیده و ویکی‌پدیا:مقاله‌های خوب نمونه‌هایی از بهترین نوشتارها با موضوعی مشابه مقالهٔ مورد نظر خودتان را بیابید. شانس بیشتر برای یک بازبینی سریع برای این که شانس بازبینی سریع مقاله‌تان بیشتر شود، پیش‌نویس خود را با استفاده از دکمهٔ پایین با برچسب‌های ویکی‌پروژهٔ مرتبط برچسب بزنید. این کار به بازبینی‌کنندگان کمک می‌کند تا مطلع شوند که یک پیش‌نویس جدید با موضوع مورد علاقهٔ آن‌ها ثبت شده‌است. برای مثال، اگر مقاله‌ای دربارهٔ یک فضانورد زن نوشته‌اید، می‌توانید برچسب‌های زندگی‌نامه، فضانوردی و دانشمندان زن را بیفزایید. منابع برای ویرایشگران
ابزارهای بازبینی
|
موشک پادماده ، کلاس پیشنهادی موشک هایی است که از پادماده به عنوان منبع انرژی خود استفاده می کنند. چندین طرح وجود دارد که تلاش می کند این هدف را محقق کند. مزیت این دسته از موشک‌ها این است که بخش بزرگی از جرم باقیمانده مخلوط ماده/پادماده ممکن است به انرژی تبدیل شود و به موشکهای پادماده اجازه می‌دهد تا چگالی انرژی و ضربه ویژه‌ای به مراتب بالاتر از هر کلاس پیشنهادی موشک دیگری داشته باشند.
مواد و روش ها ویرایش
موشکهای پادماده را می‌توان به سه نوع کاربرد تقسیم کرد: موشک‌هایی که مستقیماً از محصولات نابودی پادماده برای رانش استفاده می‌کنند، موشک‌هایی که یک سیال عامل یا یک ماده میانی را که سپس برای رانش استفاده می‌شود گرم می‌کنند و آنهایی که یک سیال عامل یا یک ماده واسطه را گرم می‌کنند. ماده ای برای تولید الکتریسیته برای نوعی از سیستم پیشران فضاپیماهای الکتریکی . مفاهیم نیروی محرکه ای که از این مکانیسم ها استفاده می کنند به طور کلی به چهار دسته تقسیم می شوند: هسته جامد، هسته گازی، هسته پلاسما و پیکربندی هسته پرتو. جایگزین‌های پیشرانه‌ی مستقیم نابودی پادماده، امکان ساخت وسایل نقلیه ممکن را با مقادیر بسیار کمتر پادماده در برخی موارد فراهم می‌کند، اما به پیشران ماده بسیار بیشتری نیاز دارند. [۱] سپس محلول های ترکیبی با استفاده از پادماده برای کاتالیز کردن واکنش های شکافت/همجوشی برای نیروی محرکه وجود دارد.
موشک ضد ماده خالص: استفاده مستقیم از محصولات واکنش ویرایش
واکنش های نابودی ضد پروتون علاوه بر نوترینوها و پرتوهای گاما ، پیون های باردار و بدون بار تولید می کنند. پیون های باردار می توانند توسط یک نازل مغناطیسی هدایت شوند و نیروی رانش تولید کنند. این نوع موشک پادماده یک موشک پایون یا پیکربندی هسته پرتو است. کاملاً کارآمد نیست. انرژی به عنوان جرم استراحت پیون های باردار (۲۲.۳٪) و پیون های بدون بار (۱۴.۳۸٪) از دست می رود و به عنوان انرژی جنبشی پیون های بدون بار (که نمی تواند برای رانش منحرف شود) از دست می رود. و به عنوان نوترینوها و پرتوهای گاما از بین می روند ( به پادماده به عنوان سوخت نگاه کنید). [۲]
نابودی پوزیترون برای موشک نیز پیشنهاد شده است. از بین رفتن پوزیترون ها فقط اشعه گاما تولید می کند. پیشنهادهای اولیه برای این نوع موشک، مانند آنچه که توسط یوگن سانگر ساخته شد، استفاده از موادی را فرض می‌کرد که می‌توانست پرتوهای گاما را منعکس کند، که به عنوان بادبان نور یا سپر سهموی برای استخراج نیروی رانش از واکنش نابودی استفاده می‌شد، اما هیچ شکل شناخته‌شده‌ای از ماده وجود نداشت. (متشکل از اتم ها یا یون ها) با پرتوهای گاما به گونه ای برهم کنش می دهد که بازتاب چشمی را ممکن می کند. با این حال، تکانه پرتوهای گاما می تواند تا حدی با پراکندگی کامپتون به ماده منتقل شود.
یکی از روشهای رسیدن به سرعت‌های نسبیتی از موشک فوتون لیزری اشعه گاما ماده-پادماده جی‌ئی‌وی(GeV) استفاده می‌کند که با تخلیه نسبیتی پروتون-ضد پروتون امکان‌پذیر است، جایی که پس‌زدگی از پرتو لیزر توسط اثر موسباور به فضاپیما منتقل می‌شود. [۳]
گفته می شود که یک فرآیند نابودی جدید توسط محققان دانشگاه گوتنبرگ توسعه یافته است. چندین راکتور نابودی در سال‌های گذشته ساخته شده‌اند که در آن‌ها هیدروژن یا دوتریوم توسط نابودی لیزری به ذرات نسبیتی تبدیل می‌شوند. این فناوری توسط گروه های تحقیقاتی به رهبری پروفسور نشان داده شده است. لیف هولملید و سیندره زینر-گاندرسن در مراکز تحقیقاتی در سوئد و اسلو. سومین راکتور ذرات نسبیتی در حال حاضر در دانشگاه ایسلند در حال ساخت است. ذرات ساطع شده از فرآیندهای نابودی هیدروژن ممکن است به 0.۹۴c برسد و می تواند در رانش فضایی استفاده شود. [۴] البته توجه داشته باشید که صحت تحقیقات لیف هلملید مورد مناقشه است.
موشک ضد ماده حرارتی: گرم کردن یک پیشران ویرایش
این نوع موشک پادماده را موشک پادماده حرارتی می نامند زیرا انرژی یا گرمای حاصل از نابودی برای ایجاد اگزوز از مواد غیر عجیب و غریب یا پیشران مهار می شود.
مفهوم هسته جامد از آنتی پروتون ها برای گرم کردن یک هسته فلزی جامد با وزن اتمی بالا ( Z ) استفاده می کند. پیشرانه به درون هسته داغ پمپ می شود و از طریق یک نازل منبسط می شود تا نیروی رانش ایجاد کند. عملکرد این مفهوم تقریباً معادل موشک حرارتی هسته ای است ( ~ ۱۰ ۳ ثانیه) به دلیل محدودیت های دمایی جامد. با این حال، راندمان تبدیل انرژی پادماده و گرمایش به دلیل کوتاه بودن مسیر بین برخورد با اتم‌های هسته معمولاً بالا است ( بازده ~ ۸۵٪. [۱] چندین روش برای موتور ضد ماده حرارتی پیشران مایع با استفاده از پرتوهای گامای تولید شده توسط نابودی آنتی پروتون یا پوزیترون پیشنهاد شده است. [۵] [۶] این روشها شبیه روشهای پیشنهادی برای موشکهای حرارتی هسته ای است. یک روش پیشنهادی استفاده از پرتوهای گامای نابودی پوزیترون برای گرم کردن هسته موتور جامد است. گاز هیدروژن از این هسته عبور می کند، گرم می شود و از نازل موشک خارج می شود. نوع دوم موتور پیشنهادی از نابودی پوزیترون در گلوله سرب جامد یا گاز زنون فشرده برای تولید ابری از گاز داغ استفاده می‌کند که لایه اطراف هیدروژن گازی را گرم می‌کند. گرمایش مستقیم هیدروژن توسط پرتوهای گاما غیرعملی تلقی می شد، زیرا فشرده سازی کافی از آن در یک موتور با اندازه معقول برای جذب پرتوهای گاما دشوار بود. سومین نوع موتور پیشنهادی از پرتوهای گامای نابودی برای گرم کردن بادبان فرسایشی استفاده می‌کند و مواد فرسوده نیروی رانش را فراهم می‌کنند. همانند موشکهای حرارتی هسته‌ای، ضربه خاص قابل دستیابی با این روشها توسط ملاحظات مواد محدود می‌شود، که معمولاً در محدوده ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ثانیه است. [۷]
سیستم هسته گازی جامد با نقطه ذوب پایین را با یک گاز با دمای بالا (یعنی گاز تنگستن/پلاسما) جایگزین می‌کند، بنابراین دمای عملیاتی و عملکرد بالاتری را ممکن می‌سازد. ~ ۲ × ۱۰۳ ثانیه). با این حال، مسیر آزاد متوسط طولانی تر برای گرم شدن و جذب منجر به راندمان تبدیل انرژی بسیار پایین تر می شود. ~ ۳۵٪. [۱]
هسته پلاسما به گاز اجازه می دهد تا یونیزه شود و در دماهای موثر حتی بالاتر عمل کند. اتلاف حرارت با محصور شدن مغناطیسی در محفظه واکنش و نازل سرکوب می شود. اگرچه عملکرد بسیار بالاست ( ~ ۰۴ - ۱۰ ۵ ثانیه)، میانگین طولانی مسیر آزاد منجر به مصرف بسیار کم انرژی می شود ( ~ ۱۰٪ [۱]
منابع ویرایش
- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ Fusion Reactions and Matter-Antimatter Annihilation for Space Propulsion Claude Deutsch, 13 July 2005
- ↑ How to Build an Antimatter Rocket for Interstellar Missions: Systems level Considerations in Designing Advanced Propulsion Technology Vehicles بایگانی‌شده در ۲۰۱۵-۰۵-۰۲ توسط Wayback Machine Robert H. Frisbee, AIAA Paper 2003-4696, July 20–23, 2003,
- ↑ Winterberg, F. (21 August 2012). "Matter–antimatter gigaelectron volt gamma ray laser rocket propulsion". Acta Astronautica. 81 (1): 34–39. Bibcode:2012AcAau..81...34W. doi:10.1016/j.actaastro.2012.07.001.
- ↑ Holmlid, Leif; Zeiner-Gundersen, Sindre (1 October 2020). "Future interstellar rockets may use laser-induced annihilation reactions for relativistic drive". Acta Astronautica. 175: 32–36. Bibcode:2020AcAau.175...32H. doi:10.1016/j.actaastro.2020.05.034.
- ↑ Vulpetti, G. (August 1987). "A further analysis about the liquid-propellant thermal antimatter engine design concept". Acta Astronautica. 15 (8): 551–555. Bibcode:1987AcAau..15..551V. doi:10.1016/0094-5765(87)90155-X.
- ↑ Smith, Gerald; Metzger, John; Meyer, Kirby; Thode, Les (2006-03-07). "Positron Propelled and Powered Space Transport Vehicle for Planetary Missions" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2022-10-09. Retrieved 2010-04-21.
- ↑ Vulpetti, Giovanni; Pecchioli, Mauro (September 1989). "Considerations about the specific impulse of an antimatter-based thermal engine". Journal of Propulsion and Power. 5 (5): 591–595. doi:10.2514/3.23194.