پادماده يا ضدماده؛ سوختي متفاوت - بخش دوم و آخر: فضاپيماهاي آينده و ساختار موتور ماده - ضدماده

شايد در آينده اي نه چندان دور ، به جاي سوختهاي رايج امروزي ، ضدماده فضاپيماها را به پيش براند زيرا ضدماده قدرتمنترين پيشرانه شناخته شده در جهان است . تنها چند ميليگرم از ضدماده ميتواند نيروي لازم براي رساندن انسان به مريخ را فراهم كند!اين فضاپيماها همان فضاپيماي مفهومي هستند كه طرح اوليه آنها در ناسا تهيه شده است
 ولي اين توان و نيرو همانند بيشتر نيروهاي رويايي شناخته شده ، پرهزينه و گاهي زيان آور است . واكنشهاي پدماده با ماده ، جرياني از پرتوهاي پرانرژي گاما توليد ميكنند . پرتوهاي گاما همانند پرتوهاي ايكس هستند اما انرژي بسيار بيشتري دارند در نتيجه بسيار مخرب تر هستند . اين پرتوها به ماده نفوذ كرده و مولكولها را مي شكافند . بنابراين براي بدن زيان آور خواهند بود.
البته موسسه طراحي هاي مفهومي پيشرفته ناسا NIAC روي طرحي نوين از فضاپيماهاي ضدماده سرمايه گذاري كرده است . در اين طرح پرتوهاي گاما با انرژي بسيار كمتري توليد خواهند شد تا زيان آور نباشند.
ضدماده گاهي تصوير قرينه اي ماده هم ناميده ميشود . زيرا ويژگيها در آن كاملا برعكس ماده است . مثلا الكترونهاي معمولي كه در مدارهاي الكتريكي از تلفن همراه تا تلويزيونهاي پلاسما وجود دارند ، جريان الكتريكي را انتقال ميدهند و بار منفي دارند . ضدالكترونها بار مثبت دارند به همين دليل به آنها پوزيترون – ذراتي با بار مثبت – گويند . هنگاميكه يك ضدماده با ماده برخورد ميكند هر دو از بين ميروند و در عوض تابش شديدي از انرژي به صورت ذرات گاما توليد ميشود . به اين ترتيب تمامي جرم نابود شده به انرژي تبديل ميشود . پيشرانش ماده-ضدماده ميتواند كاراترين و پربازده ترين پيشرانشي باشد كه تا بحال توليد شده است . به اين دليل كه صد درصد جرم ماده و ضدماده به انرژي تبديل ميشود . وقتي ماده و ضدماده با هم برخورد ميكنند با نابودي آنها انرژي اي رهاميشود كه ده ميليارد برابر انرژي شيميايي واكنش اكسيژن و هيدروژن در موتورهاي سوخت مايع امروزي ، همانند موتور شاتل است . اين تبديل كامل به انرژي ، ضدماده رابسيار پرتوان كرده است . حتي پرتوان تر از انرژي هسته اي . چون وقتي از واكنشهاي هسته اي انرژي ميگيريم – مثلا تبديل اورانيوم به باريم و كريپتون در راكتورهاي گداخت يا تبديل چهار اتم هيدروژن به يك اتم هليوم در خورشيد و ستارگان – مقدار جرم اوليه اي كه به انرژي تبديل ميشود چندين هزارم جرم اوليه ماده است . اما در اينجا همه ماده به انرژي تبديل ميشود . واكنش ماده و ضدماده 1000 برابر بيشتر از واكنش شكافت هسته اي انرژي توليد ميكند . اين واكنش 300 برابر واكنش گداخت هسته اي انرژي فراهم ميكند . شايد ناسا چندين دهه تا توليد يك فضاپيماهي ضدماده فاصله داشته باشد . در اكتبر 2000 ناسا اعلام كرد كه طراحي اوليه يك موتور ضدماده را كه توانايي فراوري نيروي پيشرانش بسيار زيادي دارد را به اتمام رسانده است . مقدار ضدماده مورد نياز براي يك مسافرت يكساله به مريخ حدود يك ميلينيوم گرم است!!در طرحهاي فضاپيماهاي ضدماده گذشته ، ضدپروتونها به كار گرفته ميشدند كه هنگام تبديل ، پرتوهاي گاماي پرانرژي توليد ميكردند . اما در طرحهاي نوين ، پوزيترونها به كار گرفته خواهند شد كه پرتوهاي گاما با 400 برابر انرژي كمتر توليد ميكنند . بهترين ويژگي اين طرحها ايمني بيشتر نسبت به طرحهاي گذشته است . اين طرح حتي در استفاده از انرژيهاي هسته اي در فراوري نيروي پيشرانش هم ايمنتر است . چون پيشرانهاي هشته اي راديواكتيو هستند . حتي پس از انفجار احتمالي فضاپيماهاي ضدماده نوين تنها پرتوهي گاما با انرژي كم منتشر ميشوند كه زيان آور نخواهند بود.

موتور ماده-ضدمادهاما در مسير ساخت موتورهاي ماده-ضدماده يك مشكل اساسي وجود دارد ؛ توليد و نگهداري ضدماده.
يك موتور ماده ضدماده سه بخش اصلي دارد:
1- حلقه هاي ذخيره مغناطيسي: ضدماده بايد از ماده معمولي جدا باشد . بنابراين حلقه هايي از ميدان مغناطيسي ميتواند ضدماده را از ماده جدا نگه دارد . اين عمل دقيقا مثل اين است كه يك آهنربا را روي زمين گذاشته و آهنرباي ديگري را از طرف قطب موافق ، طوري بالاي آن قرار دهيم كه روي هوا متعادل بماند و با زمين تماس نداشته باشد!
2- سامانه تغذيه: وقتي فضاپيما به توان بيشتري نياز دارد ، ضدماده رها خواهد شد تا با ماده برخورد كند و به اين ترتيب انرژي مورد نياز فراهم خواهد شد.
3- شيپوره موشكي مغناطيسيتقريبا ده گرم از ضدپروتون براي فرستادن يك فضاپيماي سرنشين دار در مدت يك ماه به مريخ كافي خواهد بود . در حال حاضر فرستادن يك فضاپيماي بدون سرنشين به مريخ تقريبا يكسال طول ميكشد. 

مهمترين مشكل ساخت فضاپيما به پيشرانش ضدماده ، كمبود ضدماده موجود در جهان است . اگر مقدار برابري از ماده و ضدماده در جهان موجود بود ، احتمالا ما واكنشهاي مابين آنها را ميتوانستيم در اطراف خود ببينيم . از آنجا ك هضدماده در اطراف ما وجود ندارد ، ما نوري كه از برخورد آنها با ماده بوجود مي آيد نميبينيم.
كيهان شناسان ميگويند كه احتمالا موقع انفجار بزرگ ذرات ، بيشتر از ضدماده بودند . ممكن است بطور طبيعي هيچ ضدماده اي در جهان موجود نباشد لذا بايد آنرا در آزمايشگاه تهيه كرد.