Khi nói đến tương lai của thám hiểm không gian, một trong những câu hỏi lớn nhất là, chúng ta sẽ đi du lịch tới ngôi sao gần nhất như thế nào? Và trong khi các cơ quan vũ trụ đã cân nhắc câu hỏi này và đưa ra các đề xuất trong nhiều thập kỷ, không ai trong số họ đã tiến xa hơn giai đoạn lý thuyết. Phần lớn, những nỗ lực của họ đã tập trung vào các nhiệm vụ có thể tới Sao Hỏa và Hệ Mặt Trời bên ngoài.
Nhưng có một số người, như Tiến sĩ Gerald Jackson, người đang nỗ lực thực hiện một nhiệm vụ liên sao có thể trong tương lai gần. Ông và nhóm nghiên cứu của mình, được NASA tài trợ trong quá khứ, đang tìm cách tạo ra một động cơ phản vật chất có khả năng đạt (hoặc vượt quá) 5% tốc độ ánh sáng. Để đạt được mục đích này, họ đã phát động một chiến dịch Kickstarter để tài trợ cho những nỗ lực của họ.
Khi các khái niệm đẩy tiên tiến đi, phản vật chất có khá nhiều thứ cho nó. Khi đẩy, nó có năng lượng riêng cao nhất trong mọi phương pháp đã biết, gấp 100 lần so với phản ứng phân hạch / phản ứng tổng hợp và gấp 10 tỷ lần so với nhiên liệu hóa học. Đây cũng là loại tiết kiệm nhiên liệu nhất, chỉ cần một miligam phản vật chất để tạo ra cùng một năng lượng như hàng tấn nhiên liệu hóa học.
Thông thường, khái niệm lý thuyết này dựa vào sự va chạm giữa hydro và chống hydro (có cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu) để tạo lực đẩy. Quá trình này giải phóng năng lượng và một cơn mưa các hạt (pion và muon), có thể được truyền qua một vòi phun từ tính để tạo lực đẩy.
Và trong khi các phòng thí nghiệm như CERN đang sản xuất phản vật chất, và nghiên cứu đang được tiến hành trên kho lưu trữ quy mô lớn, không có hệ thống đẩy nào tồn tại có thể biến phản vật chất thành lực đẩy. Tiến sĩ Jackson, tốt nghiệp Đại học Cornell, hy vọng sẽ thay đổi điều đó. Trước khi vào khu vực tư nhân, Jackson làm việc như một nhà vật lý máy gia tốc tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc quốc gia Fermi trong 14 năm.
Năm 2002, ông đồng sáng lập một công ty trách nhiệm hữu hạn (HBar Technologies) với mục đích phát triển thị trường thương mại cho phản vật chất. Năm 2002, Viện nghiên cứu nâng cao của NASA (NIAC) đã trao cho Tiến sĩ Jackson và công ty của ông 75.000 đô la để phát triển một khái niệm sứ mệnh có thể vượt qua 250 AU không gian trong vòng 10 năm và cung cấp nhiên liệu 10 kg.
Những thông số kỹ thuật này về cơ bản kêu gọi tạo ra một tên lửa phản vật chất có thể đi xa tới tận vòng xoắn trong vòng một thập kỷ. Kết quả là một khái niệm lực đẩy dựa vào chùm tia sẽ bắn các phản proton tập trung vào một cánh buồm để tạo ra lực đẩy. Cánh buồm này sẽ có đường kính 5 mét và bao gồm một lớp lót carbon ở một bên và lá uranium ở phía bên kia (lần lượt dày 15 và 296 micron).
Khi một xung của phản proton bị tiêu diệt đối với một phần nhỏ của phía urani, kết quả phân hạch gây ra động lượng. Như Tiến sĩ Jackson đã giải thích với Tạp chí Vũ trụ qua email:
Lưu ý rằng phản proton có điện tích âm, tương tự như electron. Khi các phản proton đi vào buồm, chúng thay thế một electron quay quanh hạt nhân uranium. Do phản proton và electron không chia sẻ bất kỳ số lượng tử nào, phản proton ngay lập tức rơi xuống trạng thái nguyên tử, gây ra xác suất tương tác cao giữa phản proton và cả proton hoặc neutron trong hạt nhân.
Trung bình, một sự kiện phân hạch dẫn đến việc tạo ra hai hạt nhân con gái có khối lượng gần bằng nhau. Những cô con gái này đi ngược chiều với động năng 1 MeV mỗi proton hoặc neutron. Bởi vì các cô con gái bị buộc tội, người đi xa hơn vào thuyền được hấp thụ và chuyển động là đà tiến về phía trước. Cô con gái kia bay vào vũ trụ với vận tốc khí thải 4,6% của đèn chiếu sáng. Sự chuyển giao có chọn lọc này là lực đẩy.
Thật không may, do môi trường ngân sách thời đó, NIAC đã buộc phải hủy tài trợ sau khi vòng thứ hai được cấp. Vì điều này, Tiến sĩ Jackson và các đồng nghiệp của ông hiện đang tìm kiếm sự hỗ trợ của công chúng để họ có thể hoàn thành công việc của họ trên cánh buồm thử nghiệm và chuẩn bị cho nó tiếp xúc với chùm tia phản proton.
Giống như Project Starshot (người mà họ thừa nhận trên trang chiến dịch của họ), Jackson và nhóm của anh ta đang tìm cách đưa ra một đề xuất nhiệm vụ giữa các vì sao không liên quan đến các phím tắt (ví dụ: ổ đĩa dọc, hố sâu, cổng sao, v.v.). Starshot, như bạn có thể nhớ lại, kêu gọi một nghề thủ công wafer và một đèn chiếu sáng điều khiển bằng laser có khả năng đạt tốc độ ánh sáng lên tới 20%, do đó thực hiện hành trình tới Alpha Centauri sau 20 năm.
Trong cùng một hướng, một cánh buồm điều khiển phản lực có thể đạt tốc độ 5% tốc độ ánh sáng hoặc nhiều hơn sẽ có khả năng đưa nó tới Alpha Centauri (hoặc Proxima Centauri) trong khoảng 90 năm. Trong khi đó, khoa học đằng sau nó sẽ vẫn nằm trong lĩnh vực vật lý đã được thiết lập, phù hợp với Định luật chuyển động của Newton và Lý thuyết Einstein về Thuyết tương đối đặc biệt.
Jackson khía cạnh mang tính cách mạng của cánh buồm điều khiển phản vật chất là phản vật chất không phải là nhiên liệu, mà là bugi khởi tạo phản ứng phân hạch, ông Jackson nói. Vì các phản ứng phân hạch có thể tạo ra lực đẩy mà không cần che chắn nặng hoặc các cấu trúc khác, khối lượng của hệ thống đẩy có thể tương đương với khối lượng của gói dụng cụ.
Để xem dự án của họ thông qua, Jackson và các đồng nghiệp của mình đang hy vọng sẽ huy động được 200.000 đô la. Nếu họ chứng minh thành công, họ hy vọng sẽ gắn kết các chiến dịch tiếp theo để tài trợ cho một loạt các thử nghiệm xác thực, trình diễn lưu trữ và chi tiết nhiệm vụ. Cuối cùng, mục tiêu của họ không gì khác hơn là biến lực đẩy phản vật chất thành hiện thực, mà họ hy vọng một ngày nào đó sẽ dẫn dắt sứ mệnh giữa các vì sao.
Chúng tôi hy vọng rằng các chiến dịch này sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết để thuyết phục mọi người tài trợ cho việc sản xuất phản vật chất quy mô đầy đủ và một nhiệm vụ thực tế cho một hệ mặt trời gần đó, ông Jackson Jackson nói thêm. Mục tiêu của các nhiệm vụ liên sao đầu tiên là cung cấp thông tin về các hệ mặt trời khác này, chẳng hạn như chúng có thể ở được hay có người ở. Nếu sau này, chúng ta sẽ muốn nghiên cứu hoặc tương tác với các dạng sống đó trong các nhiệm vụ tiếp theo. Nếu có thể ở được và không có người ở, chúng tôi cần có đủ thông tin để đảm bảo sự thành công của một nhiệm vụ di cư có người lái.
Khi viết bài báo này, Jackson và các đồng nghiệp đã huy động được 672 đô la trong mục tiêu 200.000 đô la của họ. Tuy nhiên, chiến dịch chỉ được tung ra vài ngày trước và sẽ vẫn mở trong 25 ngày nữa. Đối với những người thú vị theo dõi tiến trình của họ, hoặc có hứng thú quyên góp cho sự nghiệp của họ, hãy xem các liên kết dưới đây.
