Bisakah kapal luar angkasa menggunakan propulsi fusi dingin?

Voyager 1 sekarang meninggalkan tata surya , menjadikannya probe buatan manusia pertama yang memasuki ruang antarbintang. Itu cukup pencapaian, dan hanya butuh 30+ tahun. Tetapi jika kita ingin serius dengan berani pergi ke tempat yang belum pernah dikunjungi manusia sebelumnya, dan mengirim manusia ke luar tata surya, kita akan membutuhkan sumber energi yang murah dan berlimpah untuk membantu kita mencapainya.

Persis berapa banyak energi yang kita bicarakan? Nah, pada bulan Januari , sebuah makalah muncul di arXiv oleh Marc Millis , mantan kepala Proyek Fisika Propulsi Terobosan NASA, menghitung biaya - dalam hal energi - dari misi luar angkasa berawak yang benar-benar antarbintang. Dan itu bukan kabar baik.

Untuk satu skenario, ia mengasumsikan sebuah kapal luar angkasa 500 orang dalam perjalanan satu arah untuk membangun koloni manusia di beberapa planet ekstrasurya yang jauh. Itu akan membutuhkan exajoule energi, atau 1018 J, yaitu, jumlah energi yang hampir sama yang dikonsumsi oleh semua orang di Bumi dalam satu tahun.

Misi tak berawak ke Alpha Centauri akan lebih menguras energi, karena perlunya manuver yang lebih rumit (perlambatan kecepatan, dll). Itu akan membutuhkan 1018 J. Millis. Angka kita tidak akan memiliki kemampuan untuk menghasilkan energi semacam itu sampai 2200 untuk kapal penumpang, dan 2500 untuk pesawat tak berawak.

Para ilmuwan sedang mempertimbangkan segala macam pilihan, tentu saja, termasuk memanfaatkan kekuatan bintang , yaitu, fusi nuklir (sebagai lawan dari fisi nuklir yang mendasari pembangkit listrik tenaga nuklir). Seperti yang pernah dikatakan Carl Sagan, "Setiap kali Anda melihat ke langit, setiap titik cahaya itu adalah pengingat bahwa kekuatan fusi dapat diekstraksi dari hidrogen dan elemen ringan lainnya, dan itu adalah kenyataan sehari-hari di seluruh Galaksi Bima Sakti. "

1. Satu Masalah Kecil...
2. Berjalan Panas dan Dingin
3. Omong kosong!
4. Mereka Ingin Percaya

Hanya ada satu masalah. Kita dapat mencapai fusi nuklir panas , tetapi menciptakan kembali suhu dan tekanan intens yang ada di dalam bintang saat ini membutuhkan lebih banyak energi daripada yang diberikannya kembali, sehingga secara ekonomi tidak layak, dan cukup banyak lubang pembuangan energi untuk saat ini.

Kalau saja kita bisa mencapai fusi pada suhu kamar! Itulah klaim para pendukung apa yang disebut "fusi dingin", bidang yang telah merana sejak dugaan penemuannya hampir 20 tahun lalu. Kembali pada tahun 2000, majalah TIME mencantumkan fusi dingin sebagai salah satu "ide terburuk" abad ke-20.

Pendapat ilmiah yang berlaku masih bahwa sebagian besar penelitian fusi dingin berada di bawah rubrik "ilmu patologis": hasilnya selalu di ambang validasi yang menakjubkan. Kapan pun validasi tersebut gagal (lagi) terwujud, selalu ada alasan praktis mengapa itu bukan kegagalan definitif -- dan mengapa para penentang hanyalah alat yang berpikiran tertutup dari pendirian ilmiah, berkonspirasi untuk menjaga para genius tanpa tanda jasa ini turun .

Semuanya dimulai pada tahun 1989, ketika dua ahli kimia di Universitas Utah bernama Stanley Pons dan Martin Fleischmann percaya bahwa mereka telah berhasil menghasilkan fusi nuklir dalam toples. Ratusan peneliti di seluruh dunia bergegas untuk mereproduksi eksperimen, dan gagal.

Pada akhir tahun itu, sebuah panel ahli telah melakukan tinjauan Departemen Energi (DOE) dan menyimpulkan bahwa tidak ada dasar untuk klaim tersebut.

Lima belas tahun kemudian, DOE memutuskan untuk melihat kembali akumulasi bukti selama 15 tahun terakhir dan mengevaluasi kembali kontroversi fusi dingin. Mereka masih belum menemukan bukti yang cukup meyakinkan untuk meluncurkan program penelitian yang didanai pemerintah federal.

Tetapi mereka merasa bahwa lembaga pendanaan harus mempertimbangkan proyek yang diusulkan berdasarkan kasus per kasus, asalkan proposal tersebut memenuhi "standar ilmiah yang diterima dan menjalani pemeriksaan sejawat." Heck, terkadang tembakan panjang membuahkan hasil, jadi mengapa tidak membuang sisa dana ke dalam topi? Itulah mengapa ada beberapa program penelitian yang meneliti fusi dingin, terutama yang berkaitan dengan Sistem Perang Antariksa dan Angkatan Laut AS (SPAWAR).

Pada tahun 2009, SPAWAR mengklaim telah mendeteksi reaksi fusi dingin, dan ada beberapa kilau menjanjikan lainnya di sana-sini selama bertahun-tahun. Tetapi reproduktifitas yang kuat tetap sulit dipahami, menambah kepercayaan pada kritik dari fisikawan bahwa hasil yang banyak dipuji kemungkinan disebabkan oleh kesalahan eksperimental (baik dalam pengaturan, atau pengukuran).

Jadi, sementara fisikawan bersedia mengakui bahwa mungkin ada sesuatu yang menarik yang terjadi, sebagian besar tetap tidak yakin bahwa ini adalah fusi dingin yang bonafide. Hampir tidak ada orang yang memiliki harapan untuk menjadi sumber energi yang layak di masa mendatang.

Oh, dan kami tidak menyebutnya "fusi dingin" lagi. Terminologi yang disukai saat ini adalah Reaksi Nuklir Energi Rendah (LENR), terima kasih banyak.

Klaim fusi dingin terbaru keluar dari Italia dari seorang fisikawan bernama Andrea Rossi, yang telah menemukan perangkat fusi dingin yang dikenal sebagai e-cat, atau katalis energi .

Rossi mengklaim bahwa nikel yang diperkaya sedang menyatu dengan inti hidrogen untuk membuat tembaga, dan melepaskan sejumlah besar energi -- menggunakan elektrokimia meja sederhana alih-alih mesin besar yang menciptakan kembali suhu dan tekanan skala bintang.

Kedengarannya sangat luar biasa, bukan? E-cat akan menjadi tiket untuk menjalankan misi antarbintang.

Rossi telah memamerkan e-cat di beberapa demonstrasi semi-publik, terakhir pada tanggal 28 Oktober. "Keberhasilan" yang diklaim dari demonstrasi terbaru ini disambut dengan antusias oleh para pembantunya fusi dingin dan kadang-kadang jurnalis yang mudah tertipu .

Jadi mengapa tidak fisikawan (dan lebih banyak lagi jurnalis yang berkepala dingin ) di seluruh dunia melompat-lompat dengan kegembiraan atas terobosan spektakuler Rossi? Ethan Siegel dari Starts With a Bang dengan mudah memaparkan semuanya untuk Anda:

Ethan menindaklanjuti dengan posting kedua pada hari berikutnya, ditulis bersama Peter Thieberger dari Brookhaven National Lab, menjelaskan secara rinci fisika spesifik mengapa klaim fusi dingin Rossi sangat mencurigakan. Baca itu, dan jika Anda masih ingin berinvestasi dalam teknologi Rossi -- saya punya jembatan di Brooklyn yang mungkin Anda tertarik untuk membeli juga.

Sayangnya, para pembantunya fusi dingin telah menanggapi kritik dengan (sekali lagi) dengan nyaring mencela kritik mereka sebagai berpikiran tertutup, salah informasi, tidak mau memberikan fusi dingin goyangan yang adil, dan sebagainya. Ada sedikit bukti untuk mendukung klaim tersebut. Seperti yang saya tulis di tahun 2007 :

Almarhum fisikawan Skotlandia Douglas Morrison adalah salah satu peserta skeptis yang langka dari konferensi fusi dingin tahunan sampai kematiannya pada tahun 2001. Setiap tahun, dia akan mendengarkan klaim boros "kelebihan panas", lalu berdiri dan membuat permintaan sederhana: " Tolong bisakah saya minta secangkir teh?"

Memang, dia agak kurang ajar, tetapi dia menegaskan maksudnya: fusi dingin berbicara permainan yang bagus, namun bahkan tugas energi terapan yang paling sederhana pun tetap jauh di luar jangkauannya.

Dibutuhkan 4,18 joule untuk menaikkan suhu satu gram air sebesar 1 derajat Celcius, dan diperlukan 100 derajat Celcius untuk membuat secangkir teh Morrison. Ingat, berdasarkan perhitungan Millis, kita membutuhkan exajoule untuk mengirim manusia ke ruang antarbintang . Jadi jika Anda berharap fusi dingin akan menjadi jawaban untuk menjalankan misi antarbintang, Anda harus menunggu sangat lama.