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Propulsão de Pulso Nuclear Catalizado de Antimatéria Aluna: Rhayanne Paixão Leal E-mail: rhayany_paixao@hotmail. com Faculdade UnB Gama – Universidade de Brasilla, Brasil. resumo Tornou-se necessário o uso de um novo meio de propulsão com o crescente desejo de exploração dos limites do espaço. Para uma missão espacial tem-se usado o propelente químico, Swipe to page porém, são muito vol longa missão envolve I or 12 alternativas, como as opa, embora tenham suas químicos, ainda dem s para uma Surgem novas a ionica, que a propelentes o se relaciona a quantidade necessária com sua produção energética.

As atuais pesquisas envolvendo antimatéria, mais especificamente, expondo a questão da aniquilação de antiprótons, apontam que o valor energético gerado pela antimatéria e significativo e muito superior do que outros propulsores utilizados. Uma espaçonave alimentada por antimatéria irá requerer um volume menor no seu armazenamento do que uma espaçonave com propelentes típicos. Quando se compara a propulsão por antimatéria com outros sistemas já utilizados e efetivados, percebe-se que com propulsão de antimatéria existe um grau menor de periculosidade de resíduos e menores subprodutos.

Em teoria, já que não existem dados de pesquisas já realizadas conclusas, em que realmente se produziu uma espaçonave antimatéria, o uso desse tipo de propulsão viabilizaria missões espaciais em espaçonaves mais leves. As pesquisas realizadas atualmente sobre propulsão de antimatéria conta apenas com testes em pequena escala e teoria. Existe agora uma necessidade em testar completamente o sistema de propulsão de antimatéria, e tentar chegar a uma conclusão plausível para impulsionar naves espaciais no espaço.

A ilimitação da exploração do campo cientifica de antimatéria ? a crescente necessidade e um sistema propulsor com habilidades de fornecer alta tecnologia em grande escala, e gerar a possibilidade de exploração espacial idealizada por muitos cientistas. palavras-chave: Antimatéria; propulsão; CERN. Introdução O setor aeroespacial entra no cenário de desenvolvimento atual como o próximo grande mercado.

O espaço orbital ao redor da terra oferece oportunidades [mpares de exploração, tanto no aspecto militar, como no âmbito comercial. O alto custo desses lançamentos associado a orbita e a Ineficiência de propulsores químicos já demonstrou sua inadequação para atingir a órbita em ustos baixos. Uma solução alternativa é o desenvolvimento de propulsores mais eficientes, e a propulsão nuclear com partículas de antimatéria tem grande potencial para ser este sistema.

Existem motivos consistentes para a realização de uma missão espacial, que vão desde exploração para entendimento dos questionamentos sobre as ciências e fenômenos que presenciamos, como para lançamento de sistemas tecnológicos que impulsionam o mercado de telefonias, GPS (Sistema de posicionamento Global) e monitoramento ambiental, entre outros. Mas um dos principais motivos que iremos discorrer diz ambiental, entre outros.

Mas um dos principais motivos que iremos discorrer diz respeito a missões espaciais em espaçonaves tripuladas com um propulsor de antimatéria, que podem impulsionar a corrida para exploração de outros planetas e viabilizar a possibilidade de habitá-los. por ter sua capacidade de combustível limitado, assim como sua eficiência, as atuais espaçonaves nao possibilitam destinos como Marte e Alpha Centauri, pois seriam necessárias grandes quantidades de combustível, o que acaba limitando a carga de naves espaciais e também os recursos que podem ser acoplados a um sistema tão complexo e com tantos com tantos omponentes.

A NASA (Natlonal Aeronautics and Space Administration) tem mostrado um grande interesse nas pesquisas com antimatéria. Após detectar feixes de antimatéria produzidos acima de tempestades na costra terrestre, criou um sistema que detecta a presença de antimatéria e matéria escura no universo, tentando encontrar recursos que possam colocar em pratica maiores possibilidades uma espaçonave tripulada para outras galáxias e rotas já Idealizadas, como Marte por exemplo.

Para se concretizar uma missão espacial, alguns requisitos são cruclais, como a massa e energia de um propelente, e são les que ditam a duração e tipo de missão, assim como as características que são necessárias no sistema propulsor que precisam ser otimizados. Portanto, o arquivo aqui apresentado irá discutir sobre o uso da antimatéria em um ônibus espacial, tentando a melhor solução para a produção e armazenamento da antimatéria, assim como as possibilidades de ela ser armazenada em um motor especial, além de apresentar um relise sobre outros sistemas propulsores e sua eficácia. elise sobre outros sistemas propulsores e sua eficácia. Programas de pesquisas nucleares já realizadas com Propulsores Em 1946, após o fim da Segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos estudou a possibilidade da aplicação da energia nuclear para propulsão de aeronaves, e em 1948 continuou suas pesquisas com o estudo de foguetes nucleares, porém em 1 963 0 tratado internacional entre Estados Unidos, Grã-Bretanha e antiga União Soviética, inviabilizou muitas pesquisa nucleares, porém seu uso pode proporcionar uma grande revolução no setor aeroespacial mundial.

Os Estados Unidos, a Rússia e a França são grandes pesquisadores no desenvolvimento de pesquisas com propulsores nucleares, seus projetos já desenvolvidos de nergia nuclear e suas contribuições atuais, levam ao cenário de exploração espacial mais eficácia uma vez que os propulsores químicos levam à uma grande Ineficiência viagens espaciais com grande distância em um intervalo de tempo muito pequeno, devido o seu custo e a quantidade de carga pequena que pode-se levar.

Em 1907 0 americano Robert Goddard, um dos pioneiros nos programas espaciais mundiais afirmou que: “A capacidade de navegação no sistema solar requer o domínio do processo de desintegração atômica”. O uso de energia nuclear pode proporcionar a um ônibus espacial, por exemplo, a geração de otência constante independente da altitude ou distância da Terra em que ele se encontrar.

Os sistemas que continuam a ser pesquisados e levados em consideração são os, foguetes núcleos-térmicos NTR (Nuclear Thermal Rocket), o RPS (Radioisotope Power System), e o GTR ( Radioisotope Thermoeletric Generator) que Rocket), o RPS (Radioisotope Power System), e o GTR ( Radioisotope Thermoeletric Generator) que é uma forma mais rápida de RPS, e que já foi usado na antiga União soviética para funcionamento da satélites, onde são extraídos de energia nuclear por decaimento de radioisótopos.

O Projeto Orion, é um exemplo de fusão nuclear, que em sua tecnologia usa bombas de hidrogênio. Com duração de sete anos, iniciado em 1958, esse projeto foi dirigido pelo engenheiro Freeman Dyson. Partia basicamente de uma nave de aproximadamente 10. 000 toneladas que alcançaria a orbita da terra com a força de 0. 1 kilotons de bombas nucleares em um ciclo de explosão de 1 por segundo, e após 20 segundos bombas de 20 kilotons. Senam necessárias 2000 unidades de pulso para atingir a velocidade de escape da terra.

Uma espaçonave poderia alcançar até 12% da velocidade da luz utilizando bombas ermonucleares. Figural. Experiências realizadas com um mini protótipo para a simulação das explosões Porém o projeto nunca saiu do papel, um protótipo de tamanho reduzido foi construído e testado e chegou-se a conclusão que para uma tripulação as condições seriam insuportáveis devido aos impactos das explosões e os altos níveis de radiação. O projeto foi cancelado em 1965.

O Programa NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application), foi desenvolvido na década de 60 e inicio de 70, na Pensilvânia nos Estados Unidos. Seu objetivo era o desenvolvimento de motores nucleares de nucleo sólido, e eu principio básico, poder aquecer gases refrigerantes a altas temperaturas e expeli-las tão altas quanto em velocidade, assim o reator é simplesmente uma fonte de energia química liberada na reação do combu velocidade, assim o reator é simplesmente uma fonte de energia química liberada na reação do combustível nos motores químicos.

O seu motor é muito semelhante ao de um reator padrão, e em seus testes que foram aproximadamente 23, atingiu-se uma temperatura superior de 3000 oc e potências maiores que 4000 mhw, em um tempo de aproximadamente 1 hora. Houve uma grande dificuldade em alavancar os níveis de esempenho teoricamente poss[veis, e o NERVA nunca conseguiu alavancar os mesmos desempenhos de motores químicos da época. No final de 1968 0 SNPO (Gabinete de Propulsão Nuclear Espacial) certificou que o mecanismo NERVA, reuniu os requisitos necessários para uma missão tripulada a Marte.

Com o vôo de componentes certificados, o motor foi considerado pronto para integração em uma nave espacial. Grande parte do programa espacial dos EUA foi cancelada pela administração Nixon antes de uma visita tripulada a Marte, tendo seu programa cancelado em 1973. Em reatores de núcleo sólido encontra-se uma grande limitação om relação à erosão, causada no reator e às limitações na temperatura, então considerou a possibilidade de um motor nuclear gasoso. O modelo considerado o mais promissor que está sendo desenvolvido, usa o urânio como combustível.

O urânio é injetado em um plasma radioativo onde é superaquecido até atingir o seu estado critico, depois jatos do propulsor hidrogênio são introduzidos axialmente dentro da câmara de reação. Quando o gás se expande ejeta-se para fora pelo bocal, embora uma parte significativa de propelente seja desviada ao redor do plasma de urânio. Figura 2. Concepção de um otor propulsor de núcleo gasoso. A Estrela de Barnard co Figura 2. Concepção de um motor propulsor de núcleo gasoso.

A Estrela de Barnard como foi chamada em homenagem ao seu descobridor, era o objetivo do Projeto Daedalus, que chegaria a Constelação de Ophiuchus e exploraria outras estrelas em determinado raio de ação. Uma estrela de pouca massa, e que foi descoberta em 1916 por Edward Barnard, astrônomo nascido nos Estados Unidos. Estrela essa que se encontra a uma distancia de quase seis anos-luz da Terra, mesmo sendo uma das mais próximas Um estudo conduzido entre 1973 e 1978, pela gritsh Interplanetary Society, e liderada pelo engenheiro Alan Bond, buscava viabilizar o primeiro vôo interestelar de uma espaçonave não tripulada.

As velocidades que foram propostas pelo projeto eram imposslVeis com um propulsor químico, e até mesmo com um propulsor nuclear proposto no projeto Orion. Começa-se então a pensar no conceito de fusão. A fusão seria através de uma câmara de reação por confinamento inercial através de raios de elétrons, que utilizaria cápsulas com uma mistura de hélio-3 e deutério, e que seriam detonadas à uma repetição de movimentos em um intervalo de 250 por egundo, o plasma que resultaria seria direcionado por um portal magnético. Figura 3. Desenho da espaçonave do Projeto Daedalus.

O projeto tornou-se inviável já que o hélio-3 deveria ser extraído de Júpiter, por causa da escassez dele na Terra, o que levaria cerca de 20 anos. Antimatéria e seus Avanços na Física Existe um grande e complexo estudo físico envolvendo os questionamentos sobre a antimatéria, entretanto não podemos seguir adiante se não for compreendida ao menos como ela funciona na forma mais elementar. É de comum entendimento entre aqueles que já ouviram falar ou já leram algo sobre a antimatéria saber que ? uma resposta simples sobre: “O que é antimatéria? , é uma resposta igualmente simples que poderá ser dada da seguinte forma: “É o oposto da matéria”. De uma forma básica, o mais importante e saber no momento, que o estudo da antimatéria pode ser uma das fontes energéticas mais poderosas que se tem para pesquisar no momento, embora se tenha em consideração os contras inerentes na sua produção e armazenamento, assim como o seu devido uso após se concretizar as pesquisas necessárias para um manuseio dessa matriz energética tão poderosa.

No inicio do século 20, mais precisamente em 1905, Albert Einstein apresentou ao mundo a sua descoberta, a teoria da relatividade, e apresentou uma explicação sobre a relação entre massa e energia, e entre espaço e tempo, tudo isso em uma equação, E=mc2. Paralelamente, outro estudo era feito por Max Planck, também fisico, onde ele propunha que cada onda de luz provém de um pacote, que ele chamou de “quantum”, que é um pouco de luz em forma de particula e em forma de ondas de luz.

Por volta de 1918, e até o final da década de 20, Erwin Schrodinger e Werner Heisenberg tinha formulado a nova teoria da física quântica, porém ela não se leva em consideração artículas que se movessem em grandes velocidades de altura, o mais próxima da velocidade da luz.

Oito anos após, Paul Dirac escreveu uma equação que combinou as teorias relativistas e quânticas, descrevendo o comportamento dos elétrons, sua descoberta aponta a existência de um elétron com carga negativ descrevendo o comportamento dos elétrons, sua descoberta aponta a existência de um elétron com carga negativa e outro com carga positiva, o que mostra uma dicotomia, já que na física clássica uma partícula sempre será um numero positivo. Em sua interpretação significa que para cada partícula existe uma ntipartícula, existindo assim a possibilidade de um universo completo feito de antimatéria.

Após invenções envolvendo aceleradores de partículas, viabilizou- se o estudo de antipartícula. Em 1954, f[sicos europeus decidiram criar um conselho de estudos nucleares, o CERN (Conseil Européen por La Recherche Nucléaire). LHC e a propulsão de Hipervelocidade Um projeto desenvolvido no CERN, e de total importância para o prosseguimento da exploração de antimatéria é o LHC (Large Handon Collider), um poderoso acelerador de partículas para se estudar as menores partículas conhecidas.

Os ffsicos usam o LHC, (Figura 1) para recriação das condiçóes existentes logo após o big bang, pela colisão de dois feixes de “hándrons”, que são subparticulas subatômicas, como prótons ou íons de chumbo, e que realiza uma aceleração circular na velocidade da luz desses dois feixes, em direção opostas, eles ganham energia a cada volta. Figura 4: Uma parte do LHC, na Suíça. O funcionamento do LHC é muito complexo, porém a questão mais relevante no momento é como ele ajudará nas pesquisas espaciais.

Mesmo ele sendo o meio de se estudar na terra a possibilidade de antimatéria, criando esses feixes subatômicos, u de uma forma mais simples, porém um pouco abstrata, criando um campo que pode gerar antimatéria mesmo que em qu um pouco abstrata, criando um campo que pode gerar antimatéria mesmo que em quantidades muito inferiores as necessárias para seu armazenamento em uma espaçonave. O fisico Franklin Felber idealizou uma pesquisa através de estudos de interação de partículas, que consiste no efeito oposto a interação entre partículas relativistas que se movem na direção de uma massa estacionária.

Efeito esse que na verdade é baseado na teoria da relatividade de Einstein. De acordo com Felber, o efeito de interação entre part[culas oderá ser utilizado no impulso de uma massa inicialmente estacionária, ou seja, uma nave espacial, fazendo-a atingir uma fração significativa da velocidade da luz, prevendo que a velocidade alcançada não produzirá danos em uma espaçonave tripulada. ?nibus Espacial de Propulsão de Antimatéria A mecânica global revelou aspectos surpreendentes que podem mudar a concepção do entendimento da astronomia, da cosmologia e da astrofisica. A descoberta da existência da antimatéria proporciona a possibilidade de desbravamento dos sonhos daqueles que pensam no espaço. Mas qual a possivel utilização dela no setor aeroespacial? Ainda não se tem pesquisas concretas de um ônibus espacial que tenha propulsão de antimatéria, porém cientistas e futuristas já investiram e continuam investindo nessa idéia.

A NASA (National Aeronautics and Space Administration) chegou a criar designs rudimentares de uma espaçonave movida a antimatéria, ela teria anéis magnéticos para armazenar com segurança a antimatéria. Uma idéia do que se pode comparar para se chegar à viabilização de uma espaçonave movida a antimatéria, e a Enterprise de “Jornada nas Estrelas”, série de ficção cientifica americana, que alvitra um PAGF 19