La ventaja de esta clase de cohetes es que una gran fracción de la masa en reposo de una mezcla de materia / antimateria se puede convertir en energía, lo que permite que los cohetes de antimateria tengan una densidad de energía y un impulso específico mucho mayores que cualquier otra clase de cohete propuesta.
Los cohetes antimateria se pueden dividir en tres tipos de aplicación: aquellos que utilizan directamente los productos de aniquilación de antimateria para propulsión, los que calientan un fluido de trabajo o un material intermedio que luego se usa para la propulsión, y los que calientan un fluido de trabajo o un intermedio Material para generar electricidad para alguna forma de sistema de propulsión de naves espaciales eléctricas.
Energía generada por un cohete de antimateria pura (que implica un uso directo de productos de reacción)
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Las reacciones de aniquilación de antiprotón producen piones cargados y no cargados, además de neutrinos y rayos gamma. Los piones cargados pueden ser canalizados por una boquilla magnética, produciendo empuje. Este tipo de cohete de antimateria es un cohete Pion o una configuración de núcleo con haz. No es perfectamente eficiente; La energía se pierde como la masa en reposo de los piones cargados (22.3%) y sin cargar (14.38%), se pierde como la energía cinética de los piones no cargados (que no pueden desviarse para el empuje) y se pierde como neutrinos y rayos gamma ( ver la antimateria como combustible).
La aniquilación de positrones también se ha propuesto para la cohetería. La aniquilación de positrones produce solo rayos gamma. Las primeras propuestas para este tipo de cohete, como las desarrolladas por Eugen Sänger, asumieron el uso de algún material que podría reflejar los rayos gamma, utilizado como una vela ligera o un escudo parabólico para derivar el empuje de la reacción de aniquilación, pero ninguna forma conocida de la materia (formado por átomos o iones) interactúa con los rayos gamma de manera que permita la reflexión especular. Sin embargo, el impulso de los rayos gamma puede transferirse parcialmente a la materia mediante la dispersión de Compton.
Un enfoque reciente es utilizar un láser ultraintensivo capaz de generar positrones cuando se alcanza un objetivo de alto número atómico, como el oro.
La misión New Horizons de la NASA, que nos ha dado muchas fotos bonitas recientemente, tardó diez años en llegar a Plutón. Ese tiempo de viaje podría reducirse a solo unos meses con el desarrollo del primer cohete antimateria del mundo. Ryan Weed y su equipo en Positron Dynamics están creando la nave espacial que podría recorrer la Tierra en tres segundos y llegar a Marte en semanas.
Su sueño es que podamos alcanzar Alpha Centauri, el sistema estelar más cercano al nuestro. Se necesitaría la nave más rápida que tenemos actualmente 30,000 años para alcanzar el sistema.
Y Weed tiene un plan para impulsar una nave espacial con “aniquilación”: la energía pura creada cuando los positrones entran en contacto con los electrones. Si tiene éxito, el motor resultante sería el motor de la nave espacial más rápida jamás creada. Las naves espaciales de la NASA actualmente funcionan con propulsores iónicos, que tienen velocidades máximas de 200,000 mph. El cohete antimateria podría alcanzar velocidades de 72 millones de mph.
La antimateria también tiene la densidad de energía más alta de cualquier sustancia conocida. Y si se usa como combustible, podría proporcionar por mucho el sistema de propulsión más eficiente, con hasta un 40% de la energía de la masa del combustible convertida directamente en empuje (en comparación con el 1% para la fusión, el siguiente más eficiente).
En 2006, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC, por sus siglas en inglés) financió a un equipo Gerald Smith de Positronics Research, que diseñó una nave espacial de antimateria. Calcularon que 10 milésimas de gramo de antimateria serían suficientes para enviar un barco a Marte en 45 días.
Este es el dato aproximado que he recopilado hasta ahora. Sin embargo, también se deben tener en cuenta las dificultades asociadas con el uso de antimateria.
Fuente: cohete antimateria.
WIRED2015: el cohete de antimateria de Ryan Weed podría convertirnos en una especie interestelar (Wired UK)
Antimateria a las unidades de iones: los planes de la NASA para la propulsión del espacio profundo.