عند النظر في رحلات الفضاء، توجد أنواع عديدة من محركات الصواريخ تتباين في الفعالية والكفاءة. تشمل المحركات التي تعمل بالوقود السائل والأخرى الصلبة، بالإضافة إلى المحركات النووية الحرارية، وكل منها يتناسب مع مهام معينة.

ومع ذلك، يظل حلم تجاوز حدود المجموعة الشمسية والوصول إلى النجوم الأخرى تحديًا كبيرًا باستخدام تقنيات محركات الصواريخ الحالية. لذلك، يبحث العلماء عن بدائل قد تبدو خيالية حاليًا ولكنه قد تسهل في المستقبل.

المادة المضادة: التقنية الواعدة

تعتبر المادة المضادة من أبرز التقنيات المقترحة لاستكشاف الفضاء. تتكون المادة المضادة من جزيئات مضادة تتصرف بشكل معاكس لجزيئات المادة العادية، مثل الإلكترون الذي يكون سالب الشحنة في المادة العادية وموجب الشحنة عند التعامل مع البوزيترون في المادة المضادة.

نجح العلماء سابقًا في إنتاج المادة المضادة، ولكن ذلك يتطلب كميات هائلة من الطاقة لإنتاج كميات ضئيلة. مثلاً، يتم إنتاج حوالي 10 نانوغرامات سنويًا بتكلفة ملايين الدولارات باستخدام معجل مضاد البروتون في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية “سيرن”.

لإنتاج غرام واحد من المادة المضادة يحتاج الأمر حوالي 25 مليون كيلووات/ساعة من الطاقة، وهو ما يكفي لتزويد مدينة صغيرة بالطاقة لمدة عام، مما يجعل إنتاجها من أغلى المواد على وجه الأرض.

تاريخ اكتشاف المادة المضادة

اكتشفت المادة المضادة لأول مرة عام 1932 بواسطة الفيزيائي كارل ديفيد أندرسون الذي لاحظ البوزيترونات أثناء دراسة الأشعة الكونية. حاز أندرسون على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1936 تقديرًا لهذا الاكتشاف. مع مرور 20 عامًا، تم إنتاج المادة المضادة بصورة صناعية لأول مرة.

يعمل العلماء على دراسة المادة المضادة لتطوير إمكانياتها. عند تلاقي جزيء مع جزيء مضاد، يحدث تفاعل يدمر كل منهما الآخر، منتجًا طاقة ضخمة. على سبيل المثال، عند تفاعل مضادات البروتونات مع البروتونات في المادة العادية، تنطلق طاقة بشكل أشعة غاما وجسيمات عالية الطاقة.

تظهر الدراسات أنه من الممكن استخدام هذه الطاقة كمصدر دفع لمركبات الفضاء. فقد أظهرت الأبحاث أن غراماً واحداً من مضادات البروتونات يمكن أن ينتج طاقة تساوي 1.8 × 10¹⁴ جول، مما يجعله أكثر فعالية بمئة مرة من الطاقة الناتجة عن مفاعلات الانشطار والاندماج النووي الحالية.

التحديات المستقبلية

على الرغم من ذلك، تتطلب هذه التقنيات جهدًا طويل الأمد لتحقيقها. يتجه البحث العلمي الحالي بشكل كبير نحو تطوير الذكاء الاصطناعي، حيث تصدر آلاف الأوراق البحثية عنه سنويًا مقارنة بعدد محدود منها حول المادة المضادة.