Warpsnelheid, hyperdrive en hyperspace-sprongen: decennia lang heeft sciencefiction ons het vooruitzicht van interstellaire reizen geschilderd. Maar vanwege technologische beperkingen zijn we nog niet dichtbij deze realiteit. Er kan echter een manier zijn: een nieuwe studie onderzoekt het potentieel van het gebruik van antimaterie als brandstofbron die ruimtevaartuigen sneller de ruimte in zou kunnen slingeren dan welke bestaande technologie dan ook.
Voor niet-ingewijden is antimaterie de bizarre ‘kwade tweelingbroer’ van gewone materie, met tegengestelde elektrische lading en fysieke eigenschappen. In zeldzame gevallen komen de twee met elkaar in botsing, wat vernietiging veroorzaakt en het vrijkomen van pure energie bij een explosieve gebeurtenis. Er zijn slechts kleine hoeveelheden antimaterie nodig om astronomische hoeveelheden energie te genereren – miljoenen keren krachtiger dan conventionele brandstoffen zoals raketbrandstof.
Onderzoekers van de Universiteit van de Verenigde Arabische Emiraten, die het onderzoek hebben uitgevoerd, hebben de cijfers doorgenomen en de resultaten zijn verbijsterend. Slechts één gram antimaterie, met name antiwaterstof, zou theoretisch genoeg energie kunnen genereren om 23 space shuttles voort te stuwen.
"Om deze schaal in context te plaatsen: deze energie, gemeten in kilogrammen, is ongeveer 10 miljard keer die van de verbranding van waterstof en zuurstof in de hoofdmotor van de space shuttle en 300 keer die van de fusiereactie in de kern van de zon", noteerden de onderzoekers in de studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Direct.
Bovendien kan de specifieke impuls van de antimateriemotor theoretisch een verbazingwekkende 20 miljoen meter per seconde bereiken, wat volgens onderzoekers 'interstellaire voortstuwing tot een doel in plaats van een droom' kan maken.
Met dit soort stuwkracht zou een bemande antimaterieraket niet alleen het zonnestelsel kunnen verkennen; het zou tijdens een normaal mensenleven daadwerkelijk naar nabijgelegen sterren kunnen varen. Onderzoekers hebben het zelfs over een reis door het zonnestelsel in dagen of weken.
Al met al zijn deze cijfers zeer bemoedigend. Maar zoals altijd het geval is met theorieën, is er een groot probleem mee. Antimaterie is geen gemeenschappelijke hulpbron en er zijn enkele belangrijke technische en economische obstakels.
Ten eerste verdampt antimaterie onmiddellijk wanneer het in contact komt met normale materie. Het isoleren en opslaan ervan vereist uiterst complexe (en dure) insluitingssystemen die gebruik maken van krachtige elektromagnetische velden. Het huidige record is slechts 16 minuten vóór de vernietiging bij de deeltjesbotser van CERN.
Dan zijn er de astronomische kosten van het creëren van antimaterie. Dezelfde CERN-faciliteit kan slechts ongeveer 10 nanogram per jaar produceren, tegen een prijs in de miljoenen per gram. Het maken van voldoende antimaterie-raketbrandstof zou enorme budgetten en geavanceerde antimaterieproductie vereisen die de huidige mogelijkheden ver te boven gaat.
Hoewel deze obstakels ontmoedigend zijn, hoeven het geen permanente obstakels te zijn. In het artikel wordt opgemerkt dat voortgezet onderzoek en ontwikkeling kunnen helpen de uitdagingen op het gebied van insluiting en productie aan te pakken. Hopelijk zal dit tijdens ons leven gebeuren.