[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.W misje do Urana i Neptuna i uzyskaniepie energi´ z baterii s"onecznych, lecz rezultacie choçby nawet wytwarza" za- znacznie wi´kszej iloÊci danych niÝteoretycznie do zasilania takiego silnika ledwie kilka gramów si"y ciàgu, to z przelotu Voyagera 2 w latach osiem-nadaje si´ dowolne êród"o energii elek- móg"by dzia"aç przez wiele lat bez prze- dziesiàtych twierdzi James S.Soveytrycznej.Silnik jonowy potrafi wytwo- rwy, pozwalajàc statkowi kosmicznemu z NASA Lewis Research Center.rzyç niemal 10-krotnie wi´kszy ciàg na na uzyskanie bardzo duÝej pr´dkoÊci.Silniki jonowe nie sà jedynym rodza-jednostk´ masy czynnika roboczego niÝ Silniki jonowe umoÝliwià d"ugotrwa"e jem przysz"ego nap´du statków kosmicz-j´tnych neutronów.Ich energi´ kinetycznà moÝna wykorzystaç do Êci znajdujà si´ w gruncie ksi´Ýycowym i w atmosferze Jowisza.Po-nap´du statku, ale nie bezpoÊrednio.Trzeba by je wpierw wyhamo- nadto za paliwo termojàdrowe mogà pos"uÝyç inne pierwiastki, obfi-waç i nast´pnie wykorzystaç wytworzone w tym procesie ciep"o.ciej wyst´pujàce na naszej planecie, jak bor.Reakcje z ich udzia-Promieniowanie neutronowe stanowi"oby teÝ zagroÝenie dla znaj- "em by"yby trudniejsze do zainicjowania, lecz dawa"yby czàstki alfa.dujàcych si´ na pok"adzie ludzi.W przypadku lotów za"ogowych Choç nap´d termojàdrowy uwaÝa si´ za bardzo obiecujàcy, istnie-silnik musia"by wi´c byç os"oni´ty masywnymi tarczami przeciw- je zjawisko fizyczne anihilacja materii z antymaterià w którymneutronowymi.energia na jednostk´ masy substratów reakcji jest jeszcze wi´k-Z powyÝszych faktów wynika, Ýe istnieje podstawowy problem sza.W kosmicznym systemie nap´dowym moÝna by wykorzystaçz doborem paliwa do fuzji jàdrowej.Choç naj"atwiej jest zainicjo- anihilacj´ protonów i antyprotonów.W jej wyniku nast´puje seriawaç reakcj´ mi´dzy deuterem a trytem, w wielu projektowanych reakcji.Najpierw powstajà piony krótko Ýyjàce czàstki, z którychsystemach nap´dowych przewiduje si´ uÝycie deuteru i izotopu he- cz´Êç moÝna by wykorzystaç do wytworzenia ciàgu dzi´ki zasto-lu 3 (z jàdrem z"oÝonym z dwóch protonów i jednego neutronu).sowaniu pola magnetycznego.Piony powstajàce z anihilacji proto-W wyniku fuzji tych jàder powstaje jàdro helu i proton oba mo- nu i antyprotonu poruszajà si´ prawie z pr´dkoÊcià Êwiat"a.gà byç kierowane przez pole magnetyczne.Znów jednak problemem jest brakTrudnoÊç polega na tym, Ýe hel 3 jest na Ziemi bardzo rzadki.paliwa: iloÊç antyprotonów wytwarza-NiezaleÝnie jednak od doboru paliwa do wykonania lotu za"ogowe- nych w akceleratorach czàstek wy-go do kra’ców Uk"adu S"onecznego lub w przestrze’ mi´dzy- sokich energii na ca"ym Êwiecie li-gwiezdnà potrzebny by"by statek o masie wielu tysi´cy ton, na czona jest w nanogramach na rok.którà w duÝej mierze sk"ada"oby si´ paliwo.(Dla porównania: ma- Aby zawieêç ludzi do najbliÝszejsa Mi´dzynarodowej Stacji Kosmicznej ma wynosiç oko"o 500 t.) gwiazdy Proxima Centauri, systemNawet osobno rozpatrywane najpowaÝniejsze problemy nap´- nap´dowy dzia"ajàcy na zasadziedu termojàdrowego uzyskanie odpowiedniej nadwyÝki energii anihilacji materii i antymaterii wyma-z kontrolowanej reakcji, zbudowanie skutecznych urzàdze’ do ga"by ca"ych ton antyprotonów.Wy-utrzymywania plazmy i dysz magnetycznych oraz zgromadzenie chwytywanie i przechowywanie an-niezb´dnej iloÊci paliwa wydajà si´ przyt"aczajàce.Rysuje si´ jed- typrotonów oraz manipulowanie niminak nadzieja na przysz"e ich przezwyci´Ýenie.stanowià wielkie wyzwanie, ponie-ZA¸OGOWY statek kos-Przede wszystkim mamy podstawy przypuszczaç, Ýe rozwój reak- waÝ czàstki te anihilujà w kontakciemiczny odbywajàcy po-torów termojàdrowych przekroczy wreszcie punkt krytyczny, jakim jest ze zwyk"ymi protonami.dróÝe mi´dzygwiezdnewytworzenie energii równej doprowadzonej.Na badania nad syste- Niewykluczone, Ýe w ciàgu nast´p-mia"by z przodu wirujà-mami inercyjnymi przeznacza si´ w Stanach Zjednoczonych znaczne nego dziesi´ciolecia uda"oby si´ jed-cà konstrukcj´, dzi´kifundusze w ramach programu utrzymania arsena"u nuklearnego, ma- nak wykorzystaç, choç w mniejszymczemu w czterech prze-jàcego na celu opracowanie metod zapewnienia bezpiecze’stwa i nie- stopniu, wysokà wydajnoÊç energe-dzia"ach uzyskiwano byzawodnoÊci broni termojàdrowej bez wykonywania próbnych wybu- tycznà anihilacji.W systemie takimsztuczne ciàÝenie.chów.Centrum tych bada’ b´dzie usytuowane w Lawrence Livermore antyprotony inicjowa"yby jedynie re-National Laboratory, gdzie budowane jest obecnie urzàdzenie Natio- akcj´ termojàdrowà z inercyjnymnal Ignition Facility (NIF).Uruchomienie NIF przewiduje si´ na rok utrzymaniem.Przenika"yby w g"àb jàder ci´Ýkich atomów, anihilo-2001, a pe"na moc lasera 1.8 × 106 J w impulsie trwajàcym cztery mi- wa"y tam z protonami i powodowa"y rozpad jàdra.Rozp´dzone pro-liardowe sekundy ma zostaç osiàgni´ta w roku 2003.Z laserem ta- dukty rozpadu podgrzewa"yby paliwo termojàdrowe, doprowadza-kiej mocy naukowcy spodziewajà si´ uzyskaç z fuzji jàdrowej energi´ jàc do zap"onu reakcji fuzji.NASA finansuje juÝ wst´pne badania nad10-krotnie wi´kszà od niezb´dnej do zapoczàtkowania reakcji.sposobami praktycznej realizacji tego pomys"u.Program obejmujeIstniejà takÝe przes"anki, by sàdziç, Ýe tokamaki, dominujàce m.in.zaprojektowanie i skonstruowanie w Pennsylvania State Uni-w technologii magnetycznego utrzymywania plazmy, mogà byç versity urzàdzenia do wychwytywania i transportu antyprotonów.nied"ugo zastàpione mniejszymi urzàdzeniami, lepiej nadajàcymi Na tym bardzo wczesnym etapie prac trudnoÊci w zbudowaniusi´ do zastosowania w systemach nap´dowych statków kosmicz- nap´du termojàdrowego Ýe nie wspomn´ o opartym na anty-nych [ Pobierz caÅ‚ość w formacie PDF ]