¿Cuál es el mejor para viajes interestelares: un motor de fusión con chorro de fuerza o un cohete de propulsión antimateria?

Answer 1

Ninguno de estos dispositivos parece plausible.

Un cohete de antimateria tendría mucha energía, pero aún requeriría algún tipo de masa de reacción, lo que limitaría sus capacidades. Además, existe el problema no tan pequeño de que la producción y el almacenamiento a granel de la antimateria es un problema de tal enormidad que probablemente no pueda resolverse. 1 gramo de antimateria costaría alrededor de $ 62.5 billones de dólares para fabricar … y eso solo producirá aproximadamente la misma energía que un arma nuclear de alcance megatón … que no es mucho en términos de propulsión interestelar. El uso de “confinamiento magnético” para almacenar antimateria también es una propuesta peligrosa, ya que es inherentemente inestable y tendría que soportar las vibraciones y aceleraciones a menudo grandes involucradas en el viaje espacial. Incluso la fuga más pequeña destruiría la nave por completo.

El concepto de rams de Bussard ha sido cuidadosamente considerado en un par de estudios. Un estudio demostró que no podría acelerar lo suficientemente rápido para vencer el viento solar y un segundo estudio más exhaustivo de Robert Zubrin y Dana Andrews demostró que era tan débil que no podría superar las fuerzas de arrastre del interestelar. Medio y no se movería en absoluto.

Así que tenemos un dispositivo que no podemos hacer, y ciertamente no podríamos cargar, y otro que no se movería en absoluto.

Honestamente, ninguno de estos es mejor para “viajes interestelares” porque ninguno de ellos va a trabajar.

Si está pensando en ir a las estrellas, entonces su mejor opción es el artefacto “Proyecto Orion”, muy práctico y cuidadosamente investigado, ¡que viola un montón de tratados internacionales al explotar bombas nucleares detrás de él para proporcionar propulsión! La versión más rápida de esta nave llevaría a los humanos a Alpha Centauri en aproximadamente 133 años, aunque sin posibilidad de disminuir la velocidad cuando llegó allí (y mucho menos volver a la Tierra). Si quisieron detenerse cuando llegaron allí, entonces la duración del viaje se extiende a más de 1000 años.

Esto produce un par de problemas!

1. La tripulación inicial estaría muerta cuando llegara allí.
2. Si usaste un arte “generacional” para llegar allí con muchas generaciones de personas viviendo, teniendo hijos y muriendo en el camino, entonces te encuentras con muchos problemas morales (FORZANDO a estas generaciones adicionales de tripulantes a ser pilotos y mantenedores de naves espaciales – sin libertad para hacer otra cosa … ¿no es esto solo esclavitud?)
3. Ningún político o gran empresa financiaría una misión que no produjera un rendimiento medible (ya sea financiero o de mejor conocimiento) durante la vida útil de los contribuyentes que lo financiaban, sus hijos o nietos.

Answer 2

Ambos son altamente teóricos y desafiantes.

Los avances recientes en la comprensión de cómo almacenar positronio a largo plazo dos moléculas de positronio a la vez dentro de un semicristal de aerogel nanoestructurado activo hacen que algunos piensen que el positronio es técnicamente más práctico.

Otros avances en la reducción de la luz y su dirección con cristales fotónicos hacen que los propulsores de fotones altamente eficientes parezcan más factibles.

Con el positronio, la densidad del hierro y el aerogel son menos densos que el aire que dirige a los fotones a medida que el material disminuye, es posible una relación de masa de 10.000.

Vf = c * tanh (ln (10,000)) = 0.99999998 c

Cada año a bordo atraviesa 5,000 años luz a la velocidad de la costa.

Se requieren 5.000 años luz de espacio y 9.8 años de tiempo de envío para alcanzar esta velocidad en un año y otros 5.000 años luz para disminuir la velocidad y otros 9.8 años de tiempo de envío para hacerlo.

En un solo impulso.

Transmites energía de rayos gamma a la nave durante 5,001 años para acelerarla. La nave absorbe la energía y la almacena para reducir la velocidad.

20 años de tiempo en la costa te lleva otros 100,000 años luz. En cualquier lugar de la galaxia.

Una vez en su destino, construye un sistema láser impulsado por la estrella local para regresar o continuar su exploración.

Vf = 0.99980002 c

Cada año a bordo atraviesa 50 años luz a velocidad.

Una vez más, se necesitan 50 años luz y 4.5 años de tiempo de envío para alcanzar esta velocidad a la primera. Otros 50 años luz y 4,5 años se despachan para parar.

20 años de costa te lleva a cualquier lugar dentro de 1000 años luz. Tenemos un buen mapa de ese vecindario de aproximadamente 4.8 millones de estrellas.

La misión de Gaia publica el primer capítulo de una enciclopedia galáctica

En dos alzas. (100 a 1 cada uno). No se requiere emisión. Repostar en destino para volver.

Vf = 0.9801980198

Cada año que avanza a esta velocidad atraviesa 5 años luz.

Se requieren 4.5 años luz de espacio y 2.4 años de aumento de tiempo de envío en una sola gee para alcanzar esta velocidad. Otro impulso similar para frenar. 20 años de costa te llevan a 109 años luz de la Tierra.

Con cuatro alzas. (10 a 1 cada uno).

No requiere repostar.

Finalmente, la detección de la descomposición del positronio en las erupciones solares hace posible que una buena parte de los 4 millones de toneladas por segundo de energía del Sol se conviertan en positronio.

Lo que significa que con los paneles solares autorreplicantes que operan en la superficie solar (que es suave en comparación con los propulsores de rayos gamma compactados con positrones de positrones), podríamos limpiar el sistema solar de personas en unos pocos años haciendo que la nave sea tan común como las bicicletas.

https://www.researchgate.net/pub …

Answer 3

Tiene muchas respuestas buenas … pero ha confundido una fuente de energía (antimateria) con la masa de expulsión (lo que toma del espacio en ese ramjet).

En la práctica, ¡NUNCA tendrías una unidad de antimateria!

En su lugar, USTED necesita tener antimateria o una fuente de energía densa similar para hipercargar un propelente para que actúe como masa de expulsión (la masa que dispara por la parte posterior del cohete)>

Vea, la antimateria es demasiado valiosa para DESECHAR como propulsor … lo que usted quiere es aprovechar esa energía de aniquilación de materia / antimateria para propulsar el propulsor.

¿Y dónde puedes conseguir ese propulsor? ¿Lo traes contigo (volando un asteroide gigante o un cometa y lo minas a medida que avanzas?), O lo agarras en el camino (Ramjet). Luego, de alguna manera, acelere esa masa hasta alcanzar la velocidad de la luz (¡obtenga el mejor rendimiento por cada dólar de masa!).

Ahora, incluso si puede obtener un Ramjet a FUSE >>, ¡conseguirá que esto funcione! Así que necesitas una fuente de energía de fusión o antimateria como motor de arranque.

Answer 4

De manera realista creo que las velas ligeras son mejores que cualquiera de las dos.

No necesitas una masa de reacción para ellos.

De hecho, puede ser que el ramjet Bussard – Wikipedia

No es una idea práctica en absoluto.

Desde el momento de la propuesta original de Bussard, se ha descubierto que la región que rodea el Sistema Solar tiene una densidad de hidrógeno mucho menor de lo que se creía en ese momento (consulte la Nube Interestelar Local). John Ford Fishback hizo una importante contribución a los detalles para el ramjet Bussard en 1969, [2] TA Heppenheimer analizó la sugerencia original de Bussard de fusionar protones, pero descubrió que las pérdidas bremsstrahlung de los protones a las densidades de fusión eran mayores que la potencia que se podía producir. por un factor de alrededor de 1.000 millones, lo que indica que la versión propuesta del ramjet Bussard no era viable. [3] Sin embargo, el análisis de 1975 de Daniel P. Whitmire [4] indica que un ramjet puede alcanzar una potencia neta a través del ciclo CNO, que produce una fusión a una tasa mucho más alta (~ 1016 veces más alta) que la cadena protón-protón.

El problema con el CNO es la recuperación y el reciclaje de los elementos más pesados ​​(nitrógeno y nitrógeno del carbono) en la cadena.

Como otros han señalado, un cohete de antimateria tiene un gran almacenamiento de problemas de combustible.

Láseres espaciales y velas ligeras: la tecnología detrás de Breakthrough

Para ir más rápido necesitas más combustible. Sin embargo, ese combustible agrega masa a la nave espacial, por lo que se acumula: necesitas transportar más combustible para moverla tanto a ella como a la nave espacial.

En su lugar, puede usar una vela ligera para reflejar un “viento” de fotones (partículas de luz) que rebotan y transfieren impulso.

La idea de que la luz puede empujar una nave espacial, mucho menos a 60 millones de metros por segundo, parece fantasiosa. Necesitas aumentar la potencia de la fuente de luz para que sea más brillante que el Sol y reducir la masa de la nave espacial.

Con una propulsión de luces láser reforzada con láser, puede alcanzar una velocidad de luz de ~ 20% para las sondas. Eso es muy respetable. Para una expedición de colonización de largo alcance, es probable que no pueda exceder el 5% de la velocidad de la luz, ya que necesita poder reducir la velocidad utilizando la vela ligera.

Answer 5

Probablemente ninguno de los dos. Los ramjets de Fusion o Bussard tienen limitaciones de velocidad superiores debido al intercambio de momento entre la nave y el medio interestelar. Los cohetes de antimateria todavía deben transportar masa de reacción, por lo que incluso con un impulso específico muy alto que se acerca a la velocidad de la luz puede no ser práctico. En este momento, el sistema de propulsión interestelar más prometedor es el de las velas de luz impulsadas por láser. No necesita transportar masa de reacción y, con el área de venta adecuada a la relación de masa, puede acelerar hasta muy cerca de la velocidad de la luz en unas pocas horas. Es una vieja idea pero muy buena. Ver http://www.lunarsail.com/LightSa …

Answer 6

Desde el punto de vista de la concentración de energía, la antimateria es más eficiente pero también bastante peligrosa debido al delicado problema de mantenerla perfectamente aislada de la materia. Por lo tanto, la propulsión de fusión parece ser más realista, pero bajo la condición de que el proceso de fusión esté finalmente bajo control, lo que parece no ser el caso todavía.

Answer 7

Si puede hacerlo en abundancia y usarlo de manera segura, la antimateria es el combustible definitivo. Pero es muy difícil de hacer y usar.