Antimaterievoortstuwing: De toekomst van interstellair reizen

Een recente studie van de Universiteit van de VAE onderzoekt het gebruik van antimaterie als een nieuwe manier om ruimteschepen aan te drijven, wat de toekomst van de ruimtevaart zou kunnen beïnvloeden. Het onderzoek, dat gepubliceerd is in het International Journal of Thermofluids, onderzoekt het idee dat door antimaterie aangedreven motoren interstellaire reizen mogelijk zouden kunnen maken tijdens een mensenleven, iets wat tot nu toe meer een sciencefictiondroom was.

De studie onderzoekt het ongelooflijke energiepotentieel van antimaterie - ongeveer 9 × 10¹⁶ joules per kilogram, die met 100 procent efficiëntie vrijkomt wanneer antimaterie gewone materie ontmoet. Van die energie kan ongeveer 70 procent gebruikt worden om een ruimteschip voort te stuwen, waardoor het veel efficiënter is dan welke huidige voortstuwingstechnologie dan ook.

Ter vergelijking: slechts 1 gram antihydrogeen dat met gewone waterstof reageert, zou genoeg energie opwekken om 23 spaceshuttles van energie te voorzien. Dat is een energiestoot die ongeveer 10 miljard keer sterker is dan de traditionele waterstof-zuurstof verbranding en ruwweg 300 keer intenser dan de fusiereacties in de kern van de zon.

Maar het gaat niet allemaal van een leien dakje - er zijn enkele enorme uitdagingen. Ten eerste is het maken en opslaan van antimaterie ontzettend lastig. Plaatsen zoals de deeltjesversnellers van CERN kunnen slechts ongeveer 10 nanogram antimaterie per jaar maken, wat miljoenen dollars kost.

Dan is er nog het opslagprobleem. Aangezien antimaterie en normale materie elkaar bij contact vernietigen, moet antimaterie in een vacuüm worden opgeslagen met behulp van krachtige elektromagnetische vallen. Zelfs met de beste opstellingen lukt het ons tegenwoordig maar om antimaterie ongeveer 16 minuten vast te houden - niet bepaald ideaal voor ruimtemissies.

Het onderzoek kijkt ook naar enkele potentiële motorontwerpen:

• Straal Kern Systemen: Deze zouden snelheden kunnen halen met specifieke impulsen tot 10 miljoen meter per seconde door geladen deeltjes door magnetische straalpijpen te schieten.
• Plasmakernsystemen: Een solide mix van efficiëntie en kracht, deze motoren zouden ervoor kunnen zorgen dat reizen door het zonnestelsel dagen of weken duurt in plaats van jaren.
• Gaskern- en vaste kernsystemen: Deze leveren meer stuwkracht maar gaan niet zo ver, waardoor ze beter geschikt zijn voor kortere reizen.

Behalve dat antimateriemotoren krachtig zijn, zouden ze ook beter voor het milieu kunnen zijn. In tegenstelling tot raketten die afhankelijk zijn van gewone brandstof of kernenergie, zouden ze geen koolstofemissies of radioactief afval produceren. Toch is het opschalen van de technologie op dit moment nog een enorme "wat als".

De onderzoekers hebben goede hoop dat we er met genoeg tijd en moeite uiteindelijk achter zullen komen hoe we antimaterie efficiënter kunnen produceren en opslaan. Hoewel we nog ver verwijderd zijn van praktisch gebruik, zou deze technologie op een dag de deur kunnen openen naar ruimtereizen zoals we ons nog nooit hebben voorgesteld, zodat we verre sterren kunnen verkennen die we met de huidige voortstuwingssystemen niet eens kunnen bereiken.