Was wären die Gefahren des Materie/Antimaterie-Vernichtungsantriebs und was kann dagegen getan werden?

Wenn ein Raumschiff so konstruiert wäre, dass es sich durch die Vernichtung von Materie und Antimaterie fortbewegt, welche potenziellen Gefahren würde dies schaffen und wie könnten sie umgangen oder zumindest darauf vorbereitet werden?

Könnte es mehr Risiken geben, als moderne Raketen jetzt haben?

Hallo Antonio! Willkommen bei Space Ex SE. Könnten Sie bitte erklären, warum Ihre Frage anders ist als die zum Antimaterie-Antrieb? Wenn sich Ihre Frage speziell auf die Technik hinter einem solchen Antriebssystem bezieht, wäre jede Antwort, die wir Ihnen geben könnten, Spekulation - wenn Sie danach suchen, haben Sie bei Worldbuilding SE möglicherweise mehr Glück .
@kekenkenka Bei dieser Frage geht es darum, ob Antimaterie zum Antrieb verwendet werden kann. Hier geht es um die Gefahren. Die Frage könnte etwas Arbeit erfordern, aber ich denke, wir könnten über die theoretischen Gefahren von Antimaterie sprechen, ohne uns in spekulativer Technik zu verzetteln.
Ich würde zustimmen, dass dies eine sehr spekulative Frage ist. Bis heute wurde sehr wenig Antimaterie produziert, weit weniger als genug für irgendeinen nützlichen Zweck oder sogar genug, um nach Lösungen für die Probleme der Lagerung und Handhabung zu verlangen.

Antworten (2)

Der Hauptgrund, warum moderne Raketen kein Materie-Antimaterie-Antriebssystem implementiert haben, liegt in den Gefahren, die Antimaterie und ihre Vernichtung mit Materie darstellen.

Einige der Antimaterieprobleme sind:

  1. Lagerung: Wie wir wissen, ist die Lagerung von Antimaterie sehr schwierig und umständlich. Seine Speicherung verbraucht Energie, wodurch die Rakete schwerer wird. Dies macht es unpraktisch, eine Rakete mit Antimaterie zu haben. Selbst wenn ein Fleck Antimaterie austritt, kann es der Rakete und ihrer Besatzung (falls vorhanden) schweren Schaden zufügen.

  2. Materie-Antimaterie-Vernichtung: Die Vernichtung von 1 kg Materie und Antimaterie wird Energie im Bereich von 43 Megatonnen TNT freisetzen. Dies ist eine beträchtliche Energiemenge, die auch in die richtige Richtung gelenkt werden muss, damit ein richtiger Vortrieb erreicht wird.

Um die oben genannten Probleme anzugehen, müssen wir eine erneuerbare Energiequelle und einen effizienten Weg zur Speicherung von Antimaterie entwickeln und lernen, wie der resultierende Energieschub richtig gelenkt wird.

Ein möglicherweise noch „wichtigerer“ Grund ist, dass wir keine Antimaterie haben.
Antimaterie kann mit einem Teilchenbeschleuniger wie dem in CERN @OrganicMarble erzeugt werden.
Ja; zu sagen, dass "wir keine Antimaterie haben", ist ein bisschen irreführend. Ich glaube jedoch, dass der Punkt, den @OrganicMarble macht, eher so lautet: "Antimaterie herzustellen ist sehr, sehr, sehr schwierig, und wir haben nicht viel daraus gemacht" - was im Zusammenhang mit Materie / Antimaterie ein gültiges Problem ist Antrieb, wenn auch vielleicht nicht in direktem Zusammenhang mit seinen Gefahren oder Minderungsstrategien für diese Gefahren.
Wir haben eine Menge Antimaterie hergestellt; Das Problem besteht darin, es lange genug herumzuhalten, um irgendetwas Interessantes damit zu tun. Um Antimaterie zu erzeugen, müssen Sie normale Materie mit sehr hohen Energien zusammenschlagen; Dies bedeutet, dass sich die erzeugte Antimaterie normalerweise auch ziemlich schnell bewegt (sogenannter "heißer" Antiwasserstoff) und daher dazu neigt, gegen die Wände Ihres Experiments zu prallen und sich zu vernichten. Es zu verlangsamen (die Herstellung von "kaltem" Antiwasserstoff) ist ziemlich schwierig; Zuletzt habe ich nachgesehen, der Stand der Technik für die Speicherung von Anti-Wasserstoffatomen lag bei etwa 15 Minuten.
@MichaelSeifert - Wir haben winzige Mengen Antimaterie hergestellt. Von Antimaterie zu Ionenantrieben: Die Pläne der NASA für Weltraumantriebe "Wenn die gesamte bisher jemals geschaffene Antimaterie auf einmal vernichtet würde, wäre sie nicht einmal energisch genug, um eine Tasse Tee zu kochen."
@AbishekShankar genauso kann man Gold aus Meerwasser gewinnen.

Dies ist im Wesentlichen eine technische Frage. Gefahren oder Risiken, wie man sie in der Technik normalerweise nennt, haben zwei Aspekte: Wahrscheinlichkeit und Ergebnis. Etwas kann aufgrund einer hohen Wahrscheinlichkeit oder aufgrund eines schwerwiegenden Ergebnisses ein hohes Risiko darstellen.

Im Fall von Antimaterie würde jedes signifikante Versagen der Eindämmung zu einem katastrophalen Verlust führen, daher ist dies unabhängig von der Wahrscheinlichkeit ein wichtiges Risiko. Der Hauptgrund dafür ist, dass die freigesetzte Energiemenge selbst bei einem kleinen Containment-Versagen sehr hoch ist, was wahrscheinlich zum Verlust des gesamten Containment-Systems und damit zur sofortigen Freisetzung der gesamten Energie an Bord führen wird. Und diese Freisetzung wird in einem Sperrfeuer hochenergetischer Strahlung stattfinden, von denen einige selbst Antimaterie (schnelle Positronen) sein werden.

Allerdings können Sie wahrscheinlich nicht alle Leckagen vollständig beseitigen. Es wird gelegentlich Atome geben, die aus der Eindämmung entkommen und heftig reagieren. Sie benötigen einen Zweitliner, der die Dauer der Reise überstehen sollte; das ist sehr aufopferungsvoll. Das Hauptziel besteht darin, die Sekundärstrahlung zu handhaben; es sollte weder der Begrenzung noch dem Schiff selbst schaden, während es gleichzeitig leicht ist.

Dies wäre sogar dann der Fall, wenn wir es irgendwie schaffen könnten, die Antimaterie außerhalb des eigentlichen Raumfahrzeugs zu lagern. Das ist nicht einfach, aber wir können es vielleicht knapp außerhalb des Schiffes im nahen Vakuum des Weltraums halten. Trotzdem wäre das nahe am Schiff, und wahrscheinlich würde fast die Hälfte der Antimaterie, die aus der Eindämmung entkommt, immer noch den Rumpf treffen. Aber das ist ok, der Rumpf wurde sowieso dafür ausgelegt.

Was wären die Gefahren des Materie/Antimaterie-Vernichtungsantriebs und was kann dagegen getan werden?
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