Den optimala rymddriften

Efter några matinlägg har det nu äntligen blivit dags för ett inlägg om astronomi. Det är väl kanske mer science fiction, men å andra sidan hade väl stenåldersmänniskorna skrattat ut nån som påstod att man nån gång skulle kunna prata med nån som befann sig på ett helt annat ställe genom en liten lur. So here we go.

Det största problemet med utforskning av rymden är de enorma avstånden. Man har väl mer eller mindre accepterat att vi aldrig fysiskt kommer att kunna besöka mer än kanske de närmaste stjärnorna. Ändå diskuteras ibland mer eller mindre fantasifulla idéer hur vi skulle kunna skicka rymdskepp till andra stjärnor. De vanligaste av dessa är

Kemiskt drivna rymdskepp
Som drivs av t.ex. vätgas eller fotogen, dvs bränslen som brinner eller på andra sätt ger ifrån sig energi genom kemisk omvandling. Det som används idag. Kommer aldrig att kunna skicka större rymdskepp utanför solsystemet, eftersom bränsletankarna i så fall blir astronomiskt stora.

Kärnkraftsdrivna rymdskepp
Inte provat i teorin vad jag vet. Kräver betydligt mindre bränsle än de med kemiska bränslen. En kärnreaktion (helst vätefusion, eftersom den är energirikast) står för energin. Mängden bränsle som skulle krävas på en interstellär resa är dock enorm.

Solsegel
Det här är faktiskt intressant! Dessutom ”hållbart”. Skulle bli världens första miljövänliga rymdtransport! Ett enormt (och nu snackar vi jääävligt enormt) segel av ett reflekterande material utnyttjar solstrålningen för att driva rymdskeppet framåt. Dock avtar ”vinden” ju längre ifrån stjärnan man kommer. Fast det innebär å andra sidan att rymdskeppet bromsas in av ljuset från stjärnan man reser till, vilket är praktiskt.

Riktad stråle
Från jorden riktar man en stråle av intensiv energi, t.ex. UV-ljus, som tas emot av rymdskeppet som drivs framåt med hjälp av den. Problemet är att det blir svårt att ”träffa rätt” ju längre bort rymdskeppet kommer, plus att en massa rymdstoft hamnar ivägen och skymmer för strålen.

Årtusendefalken, ett rymdskepp med en annan ganska kontroversiell driftteknik.
Årtusendefalken, ett rymdskepp med en annan ganska kontroversiell driftteknik.

Till saken hör nu att jag har kommit på en ytterligare metod. Som är galnare än alla ovanstående! Bara läs här:

Emanuels svarta hål-metod
Ett svart hål ger hela tiden ifrån sig energi i form av så kallad Hawking-strålning, som förenklat beror på att energikvanta/fotoner/ljus tillfälligt kan röra sig snabbare än ljushastigheten och därför ständigt sipprar ut ur svarta hål. Ju mindre det svarta hålet är desto mer energi sipprar ut. Ett väldigt stort svart hål ger ifrån sig väldigt lite energi medan ett väldigt väldigt litet svart hål ger ifrån sig väldigt väldigt mycket energi (samtidigt som det ”avdunstar” och försvinner, om det inte fylls på av ny materia).

Tänk då om man kunde fånga eller skapa ett mikroskopiskt svart hål. En teori gör gällande att dessa finns kvar, relativt jämnt utspridda i universum, sedan big bang, men är väldigt svåra att finna.

Men i samband med färdigställandet av LHC-anläggningen, Large Hadron Collider, i CERN har det framförts orolig kritik att man skulle kunna framställa ett svart hål som kan sluka jorden. Forskarna har lugnat folk med att det säkert inte är möjligt, och OM det är möjigt skulle dessa hål försvinna på en bråkdel av en sekund. Detta beror på tendensen att ”avdunsta” som jag skrev om tidigare.

Skulle man dock mot all förmodan lyckas skapa ett svart hål och ”mata” det med precis rätt mängd materia så att det inte avdunstade och försvann, skulle detta svarta hål utstråla kopiösa mängder energi. Låt säga att man magnetiskt höll hålet på plats (ett svart hål har tre fysikaliska egenskaper; massa, rotation och, just det, LADDNING) skulle man ha en punktformig energikälla utan dess like.

Det enorma energiflödet kommer av att hålet omvandlar ALL materia som faller ner i det till energi. I ett kärnkraftverk omvandlas bara en oerhört liten bråkdel (skillnaden mellan bränslets massa och avfallets massa) till energi. Inte ens i stjärnornas centrum produceras energi med denna effektivitet.

Låt säga att man placerar denna ”motor” i form av ett magnetiskt fasthållet svart hål i ett rymdskepp. Mängden materia som skulle krävas för uppnå en gigantisk framåtdrift för rymdskeppet skulle vara oerhört liten. Så liten att det rentav skulle räcka med att samla in materia från det interstellära stoftet mellan stjärnorna. Man skulle kunna sätta en stor tratt längst fram på rymdskeppet, som samlade in tillräckligt med materia för att hålla hålet igång.

Gasa och bromsa skulle man göra genom att låta hålet växa eller bli mindre. Ju större hålet är desto mindre effekt ger det. Frågan är hur man skulle göra när rymdskeppet väl är framme. Det går ju inte direkt att låta hålet gå på ”tomgång”.

Inte för att det på något sätt skulle vara det minsta problemet. Hela den här texten är i högsta grad spektakulär och har väl kanske inte så mycket med etablerad vetenskap att göra. Eller?

4 reaktioner till “Den optimala rymddriften”

  1. Intressant värre! Jag är ju också barnsligt intresserad i rymdteknologi, som lekman du vet. Skulle någon av de här drifterna ha FTL/warp-kapacitet?

    I Star Trek används ju materia/antimateria-drift, och i Battlestar Galactica används Tillium vad det nu är, mer än så är deras FTL inte förklarad. Stargate använder sig av maskhål. Kan du förklara lite mer om dessa?

  2. Jag är tyvärr dåligt inläst på dessa. Vad är FTL? Warpteknologin går väl, om jag förstått det rätt, ut på att man förvränger rymdtiden runt rymdskeppet så att det faktiska avståndet som detta färdas blir kortare än det skulle blivit om rymdtiden varit platt. Inget av det jag skrivit har nån sån förmåga. De första är rent newtonska och svartahåltekniken baserar sig på allmänna relativitetsteorin.

    Maskhål är intressant! Där finns dessutom teori som till viss del underbygger det hela. Problemet är att för att ett maskhål ska uppkomma krävs en enorm ansamling av massa i en punkt (dvs ett svart hål) I detta fallet måste dock rymdskeppet resa IGENOM det svarta hålet (som förvränger rymdtiden så till den grad att den böjs tillbaka på sig själv, typ biter sig själv i svansen) och det skulle ingenting av människan byggt kunna klara av. Dessutom fuckas tiden upp vid ytan och upphör att gå framåt vid händelsehorisonten (”hinnan” runt det svarta hålet där flykthastigheten=C) vilket krånglar till det hela lite. De mikroskopiska svarta hålen är ju mycket mer lätthanterliga, och vi behöver inte komma i fysisk kontakt med dem för att utnyttja Hawkingstrålningen.

  3. Materia/antimateriadrift är ju också fysiskt möjlig, och har samma verkningsgrad som mina mikroskopiskaSvartaHålDrift, närmare bestämt P=mc^2/t, där P är den utvecklade effekten, c är ljushastigheten och m är massan hos materian+antimaterian respektive massaminskningen hos det svarta hålet (t är tiden).

  4. Mycket intressant! Det här är ju ett av mina favoritämnen, så jag kan inte låta bli att kommentera. 🙂

    Eftersom Star Trek redan nämnts får jag ju spinna vidare på det.
    Teorin/metoden du föreslår finns nämligen med där. Romulanerna använder t.ex. en s.k. ”Forced Quantum Singularity” som energikälla. Ett litet svart hål inneslutet i ett magnetfält.
    När jag funderade på huruvida det skulle fungera så var just inneslutningen det jag var tveksam till, jag trodde inte svarta hål hade laddning på det sättet. Men det verkar ju alltså vara utförbart, åtminstone teoretiskt. Men jag undrar, kommer man inte fortfarande få problem med konstigt riktad gravitation på skeppet om man driver det med ett svart hål, även om det är ett litet sådant?

    En annan (existerande) metod för att driva rymdskepp som kan vara därd att nämna är jon-drift, vilket går ut på att man joniserar en gas (t.ex. xenon) som får en elektrisk laddning och kan då accelereras och skickas ut ur skeppet genom ett negativt laddat galler. Man måste förvisso fortfarande ha en rätt stor bränsletank med, men jonmotor-metoden använder iallfall reaktionsmassan bättre än en kemisk dito.

    Sen finns ju en del häftiga metoder under utveckling (läs ”i idéstadiet), såsom ”Electromagnetic Propulsion” (http://science.howstuffworks.com/electromagnetic-propulsion1.htm) .
    Finns en intressant tråd om det på TrekBBS. (http://www.trekbbs.com/showthread.php?t=68322)

    Ännu mer intressant blir det förstås när vi är inne i FTL (Faster than light)-metoder, såsom Warp, Maskhål, mm. Men det hinner jag inte skriva något om nu… 🙂

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *