Hur mycket vet du om kall fusion och rymdresor? DCL Voyager 1 lämnar nu solsystemet, vilket gör den till den första konstgjorda sonden som kommer in i interstellära rymden. Det är en ganska stor prestation, och det tog bara 30+ år. Men om vi ska bli seriösa om att vågat gå dit ingen människa har gått tidigare, och skicka människor bortom solsystemet, Vi kommer att behöva en billig och riklig energikälla för att hjälpa oss att komma dit.
Exakt hur mycket energi pratar vi om? Väl, tillbaka i januari, ett papper dök upp på arXiv av Marc Millis, en tidigare chef för NASAs genombrottspropulsionsfysikprojekt, beräkna kostnaderna - energimässigt - för ett verkligt interstellärt bemannat rymduppdrag. Och det var inga goda nyheter.
För ett scenario, han antog ett rymdskepp på 500 personer på en enkel resa för att etablera en mänsklig koloni på någon avlägsen exoplanet. Det skulle kräva en exajoule av energi, eller 1018 J, d.v.s. ungefär samma mängd energi som förbrukas av alla på jorden på ett år.
Ett obemannat uppdrag till Alpha Centauri skulle vara ännu mer en energisvin, på grund av behovet av mer komplicerade manövrar (retardation, etc). Det skulle kräva 1018 J. Millis -siffror vi kommer inte att kunna generera den typen av energi förrän 2200 för passagerarfartyget, och 2500 för den obemannade sonden.
Forskare funderar på alla möjliga alternativ, självklart, inklusive att utnyttja stjärnornas kraft, d.v.s. kärnfusion (till skillnad från kärnklyvningen som ligger till grund för kärnkraftverken). Som Carl Sagan en gång noterade, "Varje gång du tittar upp mot himlen, var och en av dessa ljuspunkter är en påminnelse om att fusionskraften kan extraheras från väte och andra ljuselement, och det är en vardaglig verklighet i hela Vintergatan. "
Innehåll
Det finns bara ett problem. Vi kan uppnå varm kärnfusion, men att återskapa de intensiva temperaturer och tryck som finns i stjärnorna kräver för närvarande mer energi än det ger tillbaka, så det är ekonomiskt omöjligt, och i stort sett ett energisänkhål för tillfället.
Om vi bara kunde uppnå fusion vid rumstemperatur! Det är påståendet från förespråkarna för så kallad "kall fusion, "ett fält som har tappat i utkanten sedan det påstods upptäckas för nästan 20 år sedan. Tillbaka år 2000, TID tidningen listade kall fusion som en av 1900 -talets "värsta idéer".
Gällande vetenskaplig uppfattning är fortfarande att den stora majoriteten av kallfusionsforskningen faller under rubriken "patologisk vetenskap":resultaten är alltid på gränsen till en fantastisk validering. När valideringen inte lyckas (igen) det finns alltid en praktisk motivering för varför det egentligen inte är ett definitivt misslyckande-och varför de som säger är bara slutna tankar för det vetenskapliga etablissemanget, konspirerar för att hålla dessa osunga genier nere.
Stanley Pons och Martin Fleischmann. DCI Allt började 1989, när två kemister vid University of Utah vid namn Stanley Pons och Martin Fleischmann trodde att de hade lyckats producera kärnfusion i en burk. Hundratals forskare över hela världen skyndade sig för att återge experimenten, och misslyckades.
I slutet av det året, en expertpanel hade gjort en Department of Energy (DOE) granskning och drog slutsatsen att det inte fanns någon grund för påståendena.
Femton år senare, DOE beslutade att ta en ny titt på de samlade bevisen under de senaste 15 åren och omvärdera kontroversen om kall fusion. De fann fortfarande inte bevisen tillräckligt övertygande för att starta ett federalt finansierat forskningsprogram.
Men de ansåg att finansieringsorgan skulle överväga föreslagna projekt från fall till fall, förutsatt att dessa förslag uppfyllde "accepterade vetenskapliga standarder och genomgår stränga granskningar." Fan, ibland lönar sig långskott, så varför inte slänga in några finansieringsrester i hatten? Det är därför det finns ett par forskningsprogram som undersöker kall fusion, framför allt ett med US Navy's Space and Naval Warfare Systems (SPAWAR).
År 2009, SPAWAR påstod sig ha upptäckt en kall fusionsreaktion, och det har varit några andra lovande glimtar här och där under åren. Men robust reproducerbarhet förblir svårfångad, lägga till tro på kritik från fysiker om att de mycket berömda resultaten sannolikt beror på experimentella fel (antingen i uppställningen, eller måtten).
Så, medan fysiker är villiga att medge att det kan hända något av marginellt intresse, de flesta är fortfarande övertygade om att det här är kallfusion i god tro. Knappt någon har något hopp om att det ska bli en livskraftig energikälla inom överskådlig framtid.
Åh, och vi kallar det inte längre "kall fusion". Den nuvarande föredragna terminologin är Low Energy Nuclear Reactions (LENR), tack så mycket.
Är det möjligt? DCI De senaste påståendena om kall fusion kommer från Italien från en fysiker vid namn Andrea Rossi, som har uppfunnit en kall fusionsenhet som kallas e-katten, eller energikatalysator.
Rossi hävdar att anrikat nickel smälts ihop med vätekärnor för att skapa koppar, och släpp ut stora mängder energi-med hjälp av enkel bordsskivelektrokemi istället för enorma maskiner som återskapar temperaturer och tryck i stjärnskalan.
Låter jävligt häftigt, gör det inte? E-katten skulle bara vara biljetten för att driva ett interstellärt uppdrag.
Rossi har ställt ut e-katten vid några semi-offentliga demonstrationer, senast den 28 oktober. Den påstådda "framgången" för denna senaste demonstration har mötts av entusiasm av kalla fusionsakolyter och en och annan lättlurad journalist.
Så varför hoppar inte fysiker (och mer jämna journalister) över hela världen upp och ner av spänning över Rossis spektakulära genombrott? Ethan Siegel från Starts With a Bang lägger lätt på allt för dig:
Ethan följde upp med ett andra inlägg nästa dag, medförfattare med Brookhaven National Labs Peter Thieberger, förklarar noggrant den specifika fysiken för varför Rossis påståenden om kall fusion är mycket misstänkta. Läs det, och om du fortfarande vill investera i Rossis teknik - ja, Jag har en bro i Brooklyn som du kanske är intresserad av att köpa, för.
Fakta eller påhitt? DCI Ack, kalla fusionsakolyter har svarat på kritiken genom att (än en gång) skingrigt förklara sina kritiker som slutna, felunderrättad, inte villig att ge kall fusion en rättvis skakning, och så vidare. Det finns få bevis för att backa upp sådana påståenden. Som jag skrev 2007:
Det vetenskapliga samfundet som helhet har inte orättvist avfärdat påståendena:det förblir helt enkelt inte övertygat av de oregelbundna bevisen som har presenterats för det. Skulle kalla fusionsförespråkare en dag slå oddsen och ge verkligen reproducerbar, övertygande bevis för kärnreaktioner med låg energi, den stökiga gamla vetenskapliga anläggningen kan muttra lite, men i slutändan kommer den att acceptera dessa fynd och ändra dess teorier i enlighet därmed. För det är vad den vetenskapliga metoden handlar om.Den avlidne skotske fysikern Douglas Morrison var en av de sällsynta skeptiska deltagarna på de årliga kalla fusionskonferenserna fram till sin död 2001. Varje år, han skulle lyssna på de extravaganta påståendena om "överskottsvärme, "stå sedan och gör en enkel begäran:" Snälla kan jag få en kopp te? "
Beviljas, det var lite fräckt av honom, men han gjorde sin poäng:kalla fusion talar ett bra spel, men även den enklaste tillämpade energioppgiften förblir långt utanför dess räckvidd.
Det tar 4,18 joule att höja ett gram vattentemperatur med 1 degee Celsius, och det måste vara 100 grader Celsius för att göra Morrisons kopp te. Kom ihåg, per Millis beräkningar, vi skulle behöva en exajoule för att skicka människor till interstellära rymden. Så om du hoppas att kall fusion blir svaret på att driva ett interstellärt uppdrag, du väntar väldigt länge.
