宇宙探査の未来に関して言えば、最大の質問の1つは、「いつどのようにして最も近い星に移動するのか」です。そして宇宙機関がこの質問を熟考し、何十年もの間提案を考え出している間、それらのどれも理論段階を超えて進んでいません。ほとんどの場合、彼らの努力は火星と太陽系外惑星への可能なミッションに集中してきました。
しかし、ジェラルド・ジャクソン博士のように、近い将来に星間ミッションを可能にすることに取り組んでいる人々がいます。過去にNASAから資金提供を受けた彼と彼の研究チームは、光速5%に到達(またはそれを超える)ことができる反物質エンジンの作成を目指しています。この目的に向かって、彼らは彼らの努力に資金を供給するためにキックスターターキャンペーンを始めました。
高度な推進力の概念が進むにつれ、反物質はそれについてかなり多くのことを行っています。推進力が進むにつれ、既知の方法の中で最も比エネルギーが高く、核分裂/核融合反応の100倍、化学推進剤の100億倍も多くなります。また、これは最も燃料効率がよく、数ミリグラムの反物質がトンの化学燃料と同じ量のエネルギーを生成する必要があります。
通常、この理論的概念は、推力を生成するための水素と反水素(質量は同じで電荷が反対)間の衝突に依存しています。このプロセスは、エネルギーと粒子のシャワー(パイ中間子とミュー粒子)を解放します。これらは、磁気ノズルによって導かれ、推力を生成します。
また、CERNなどの研究所が反物質を製造しており、大規模な貯蔵に関する研究が行われている一方で、反物質を推力に変える可能性のある推進システムは存在しません。コーネル大学を卒業したジャクソン博士は、それを変えることを望んでいます。民間部門に入る前は、ジャクソンはフェルミ国立加速器研究所で加速器物理学者として14年間働いていました。
2002年、反物質の商業市場を開拓するために有限責任会社(HBar Technologies)を共同設立しました。 2002年、NASAのAdvanced Concepts for Advanced Concepts(NIAC)は、ジャクソン博士と彼の会社に75,000ドルを授与し、10年間で250 AUのスペースを10 kgの燃料で移動できるミッションコンセプトを開発しました。
これらの仕様は基本的に、10年以内にヘリオポーズまで移動できる反物質ロケットの作成を求めていました。その結果、推進力の概念は、集束された反陽子を帆に発射して推進力を発生させるビームに依存していました。この帆の直径は5メートルで、片側はカーボンバッキング、もう片側はウランホイルで構成されています(厚さはそれぞれ15ミクロンと296ミクロン)。
反陽子のパルスがウラン側の小さなセクションに対して消滅すると、結果として生じる核分裂により運動量が生じます。ジャクソン博士が電子メールでSpace Magazineに説明したように:
「反陽子は電子のように負の電荷を持っていることに注意してください。反陽子が帆に入ると、ウラン原子核を周回する電子を変位させます。反陽子と電子は量子数を共有しないため、反陽子は原子の基底状態にすぐにカスケードし、反陽子と核内の陽子または中性子との間に高い確率で相互作用を引き起こします。
「平均して、核分裂により、ほぼ等しい質量の2つの娘核が生成されます。これらの娘は、陽子または中性子あたり1 MeVの運動エネルギーで反対方向に移動します。娘は帯電しているので、セールのさらに奥に移動した娘は吸収され、転送は前進の勢いです。もう1人の娘は、光速の4.6%の排気速度で宇宙に飛びます。この運動量の選択的な伝達が推進力です。」
残念ながら、当時の予算環境により、NIACは2回目のラウンドが許可された後、その資金をキャンセルすることを余儀なくされました。このため、ジャクソン博士と彼の同僚は、実験的な帆での作業を終えて、反陽子ビームへの暴露に備えるために、公的な支援を求めています。
ジャクソンと彼のチームは、Project Starshot(キャンペーンページで認めている)のように、ショートカット(ワープドライブ、ワームホール、スターゲートなど)を含まない星間ミッションの提案を作成しようとしています。ご存じのように、Starshotは、光速の最大20%の速度に到達でき、20年でアルファケンタウリへの旅を可能にするウェーハクラフトとレーザー駆動のライトセイルを必要とします。
同様に、光速の5%以上の速度に到達できる反陽子駆動の帆は、約90年後にアルファケンタウリ(またはプロキシマケンタウリ)に到達することができます。その間、その背後にある科学は確立された物理学の領域内にとどまり、ニュートンの運動の法則およびアインシュタインの特殊相対性理論と一致しています。
「反物質駆動帆の革命的な側面は、反物質が燃料ではなく、核分裂反応を引き起こす点火プラグであるということです」とジャクソンは言いました。 「核分裂反応は強力なシールドや他の構造なしに推力を生み出すことができるため、推進システムの質量は計器パッケージの質量に匹敵します。」
ジャクソンと彼の同僚は、彼らのプロジェクトを最後まで見るために、20万ドルを集めることを望んでいます。彼らが成功したと証明した場合、彼らは一連の検証実験、ストレージのデモンストレーション、およびミッションの詳細に資金を提供するためのフォローアップキャンペーンを開始したいと考えています。結局のところ、彼らの目標は反物質推進を現実のものにすることに他ならない。彼らはいつか星間ミッションを導くことを彼らは望んでいる。
「これらのキャンペーンにより、実物大の反物質の生産と近隣の太陽系への実際の使命に資金を供給するよう人々を説得するために必要なデータが提供されると期待しています」 「これらの初期の星間ミッションの目標は、居住可能か居住済みかなど、これらの他の太陽系に関する情報を提供することです。後者の場合は、後続のミッションでそれらの生命体を研究または対話したいと考えます。居住可能で居住されていない場合、有人の渡航ミッションの成功を確実にするために十分な情報が必要です。」
この記事の執筆時点で、ジャクソンと彼の同僚は彼らの20万ドルの目標の672ドルを上げました。ただし、キャンペーンはほんの数日前に開始され、さらに25日間開かれます。彼らの進歩を追うことに興味がある人、または彼らの運動に寄付することに興味がある人は、以下のリンクをチェックしてください。