¿Es factible la antimateria?

He visto a la empresa Positron Dynamics afirmar que tienen una solución potencial para los viajes interestelares a través de su sistema de propulsión de antimateria propuesto. La mayoría de las veces, estas propuestas de propulsión avanzada se encuentran con críticas generalizadas, pero no puedo encontrar a nadie que "desacredite" sus planes.

En resumen: ¿están en algo?

Del Próximo Gran Futuro:

Lo más probable es que las personas no visiten su sitio web y examinen sus afirmaciones solo para responder esta pregunta. Suponiendo que no solo está tratando de atraer tráfico a su sitio, edite su pregunta e incluya un resumen de sus afirmaciones.
¡@OrganicMarble solo se necesita uno! :-)
Estoy de acuerdo con el sentimiento de la respuesta actual de @RussellBorogove . Stack Exchange se utiliza mejor para abordar preguntas específicas y específicas que pueden tener respuestas claras. Las preguntas "¿Es factible X?" a menudo no tienen buenas respuestas más allá de "depende de cuánto dinero y tiempo". Le recomiendo que ajuste su pregunta para preguntar algo como "cuáles son los problemas técnicos" o "cómo funciona", algo que puede tener una respuesta más objetiva.
Actualmente, las capacidades de producción de antimateria no son un problema: sabemos cómo fabricar isótopos emisores de positrones como el flúor-18 , y aumentar la producción y reducir los costos de producción no son ningún tipo de desarrollo innovador. OTOH, aprovechar la energía de aniquilación de una manera significativa es casi imposible. Los fotones de energía igual a la masa en reposo de un electrón están tan abajo en el espectro que todo material es casi transparente para ellos; no hay forma de construir un reflector / boquilla para producir un empuje dirigido o recolectar la energía.

Respuestas (2)

Están en algo... más de lo que intentan reclamar en su sitio.

El documento sobre la ciencia real explica los conceptos.

Esto no pretende ser el "santo grial", el impulso de antimateria genuino (un impulso de fotones que utiliza rayos gamma de la aniquilación de positrones y electrones; impulso específico del máximo C gramo 0 y 100% de conversión de masa a energía), sino un propulsor de iones, con positrones utilizados para producir muones para la fusión catalizada por muones como fuente de propulsión de iones (en lugar de campo eléctrico).

La fusión catalizada por muones es un proceso de "fusión fría" que, mientras funcionaba, se consideró (al igual que muchos otros similares) prácticamente inútil, debido a que un número relativamente bajo de átomos de deuterio o tritio catalizados en fusión a helio, por positrón, y precio obviamente prohibitivo de los isótopos generadores de antimateria. En otras palabras, la potencia del proceso es minúscula y la energía necesaria para producir la antimateria es mucho más alta que la producción de energía de esta fusión.

Aun así, los productos de la fusión catalizada por muones son iones extremadamente calientes (=rápidos) (=partículas cargadas que pueden ser dirigidas usando campos magnéticos). En otras palabras, puede usarse para un motor iónico de impulso específico bastante extremo: el calor de la fusión nuclear reemplaza a los iones acelerados a través del campo eléctrico.

Desafortunadamente, el problema del vataje pobre permanece. El sitio que el autor de la pregunta vinculó proporciona hermosas visiones, "meses a Plutón, Proxima Centauri en 5 años, una nave acelerando a 1g sostenido". El documento hace afirmaciones mucho más modestas:

  • el cubesat 6U que usarán para probar la propulsión en el espacio generará cientos de vatios
  • la propulsión tendrá delta V de 1 a 10 km/segundo
  • Los sistemas posteriores tendrán más delta V y permitirán que los cubesats y los satélites pequeños permanezcan en órbita durante años en lugar de días.
  • los cubesats con propulsión habilitarán satélites de internet de órbita muy baja
  • en la década de 2020, si las cosas van bien, podrán escalar de 10 km/segundo a 100 km/segundo con cargas útiles de 10-100 kilogramos para la exploración con sondas pequeñas del sistema solar
  • Más tarde, más allá de 2030, tendrán isótopos regenerativos para mucha más potencia y lograrán diez millones de ISP y varios kilonewtons de fuerza propulsora.
  • podría habilitar la propulsión de aceleración y desaceleración 1G, lo que llevaría 3,5 semanas a Plutón

Un avance real significativo que afirman haber hecho es la producción de "positrones fríos" (utilizables para catalizar la fusión) a un ritmo de un orden de magnitud mayor que el disponible actualmente, y con la promesa de mejora. De hecho, esto podría reducir la cantidad (= costo) del isótopo productor de antimateria necesario para que esto funcione.

Todavía hay muchos reclamos muy altos, especialmente para el cronograma, sin siquiera un dispositivo de artículo de prueba decente para el propulsor. Todavía es un concepto viable (si no realista) para una unidad de iones alimentada por fusión, que de hecho superaría todo lo que tenemos en términos de impulso específico y delta-V total. De todos modos, no hay nada que sugiera empuje en el rango de newton, sin importar los kilonewtons reclamados. Si bien la densidad de energía del combustible (deuterio+tritio) es fantástica, los isótopos que producen el catalizador (por ejemplo, 22 norte a ) siguen siendo prohibitivamente caros y deben usarse en cantidades macroscópicas para desencadenar la liberación de cualquier cantidad macroscópica de energía.

(y esto es solo la punta del iceberg de los problemas, como la vida media del combustible, los campos magnéticos de potencia para manejar los iones de alta energía, toda la radiación gamma dura accidental de la aniquilación de positrones y electrones (que SUCEDERÁ, querido o no), y muchos, muchos, los autores de la propuesta convenientemente guardaron silencio.)

+1 por señalar las dificultades. Por supuesto, el artículo científico hace afirmaciones modestas. Un paso a la vez, como cualquier otra empresa exitosa.
Todavía es sorprendente escuchar a alguien hablar sobre la construcción de una nave antorcha fuera de la ciencia ficción o los sueños lejanos de la conducción de fotones.

Tal como está escrita, esta pregunta es demasiado amplia. "¿Están en algo?" es una pregunta casi sin sentido.

¿Es teóricamente factible la propulsión de antimateria ? Sí.

¿Hace posible el viaje interestelar? No por sí mismo.

¿Sabe Positron Dynamics cómo hacer que un propulsor impulsado por antimateria sea útil para viajes interestelares? No.

¿Positron Dynamics demostrará un propulsor impulsado por antimateria en un futuro próximo? No tengo ni idea.