Urządzenia takie jak Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) rozpędzają naładowane cząstki, takie jak protony i elektrony, a następnie doprowadzają do ich zderzeń. Ponieważ energia zderzeń może przekształcać się w materię, tworzą się nowe cząstki. Właśnie w ten sposób odkryto bozon Higgsa, związany z mechanizmem nadawania masy cząstkom elementarnym.
WIDEO…
Energie 1000 razy większe niż LHC
Większy i potężniejszy zderzacz zwiększałby szansę odkrycia kolejnych cząstek, które pomogłyby połączyć różne koncepcje fizyczne w pełniejszy obraz Wszechświata. Księżycowa instalacja mogłaby osiągać energie rzędu 14 biliardów elektronowoltów (14 PeV), czyli około 1000 razy większe niż LHC.
– W nauce i fizyce cząstek istnieją wielkie pytania bez odpowiedzi. Nie mamy już teoretycznych wskazówek, w jakim kierunku powinniśmy podążać, aby je rozwiązać – mówi dr James Beacham z Uniwersytetu Duke’a, współtwórca koncepcji zderzacza księżycowego. Budowa takiej maszyny pozwoliłaby dokonać kolejnych przełomowych odkryć i odtwarzać warunki panujące coraz bliżej początku Wszechświata. Byłoby to symboliczne „cofanie zegara” w stronę Wielkiego Wybuchu. Choć skala przedsięwzięcia wydaje się przytłaczająca, Beacham wskazuje już konkretne etapy jego realizacji.
Surowce księżycowe
Po pierwsze, konieczne jest dokładne zbadanie dostępnych na Księżycu surowców. To byłoby podstawą kalkulacji, ponieważ im mniej surowców trzeba byłoby sprowadzić z Ziemi, tym lepiej dla planu budowy. Księżycowe minerały byłyby szczególnie istotne dla produkcji magnesów nadprzewodzących. W akceleratorach cząstek takie magnesy kierują i ogniskują wiązki cząstek naładowanych, a nadprzewodnictwo pozwala robić to dla bardzo wysokich energii w rozsądnych rozmiarach i kosztach.
Księżycowy zderzacz mógłby wykorzystywać standardowe magnesy nadprzewodzące wymagające chłodzenia do skrajnie niskich temperatur albo magnesy pracujące w temperaturze wyższej – około 100 kelwinów, czyli −173°C. Możliwość produkowania tych drugich na miejscu ograniczyłaby koszty transportu oraz wymagania dotyczące chłodzenia.
Milion dolarów za kilogram ładunku
Jest też koszt wyniesienia maszyn do drążenia tuneli i wszelkich innych potrzebnych materiałów. Biorąc pod uwagę ostatnie kontrakty NASA, m.in. na lądowniki księżycowe, koszt dostarczenia jednego kilograma ładunku na powierzchnię Księżyca szacuje się na około 1–1,5 miliona dolarów.
Konieczna też byłaby właściwa lokalizacja ograniczająca różnice wysokości oraz inne komplikacje wynikające z ukształtowania terenu. Kolejnym wielkim problemem planu budowy są ogromne różnice temperatur między księżycowym dniem a nocą. Magnesy nadprzewodzące wymagają ściśle kontrolowanych warunków, a na powierzchni przez znaczną część czasu byłoby dla nich zbyt gorąco.
Właśnie dlatego dr James Beacham proponuje umieszczenie zderzacza co najmniej 100 metrów pod powierzchnią. Na takiej głębokości wpływ cyklu dnia i nocy byłby znacznie mniejszy, co ułatwiłoby utrzymanie stabilnej temperatury. Chłodzenie nadal byłoby konieczne, lecz wymagałoby mniej energii niż w przypadku konstrukcji powierzchniowej.
Sfera Dysona wokół Księżyca
Zderzacz potrzebowałby do pracy ogromnej mocy sięgającej dziesiątek terawatów, czyli porównywalnej z obecnym zapotrzebowaniem całej ludzkości na energię, wynoszącym około 19 terawatów. Naukowcy proponują więc wykorzystanie sfery Dysona: hipotetycznej kosmicznej superstruktury, która mogłaby bezpośrednio przechwytywać energię pobliskiej gwiazdy.
Taki zderzacz musiałby być obsługiwany z Ziemi, co wymagałoby opracowania sprawnego sposobu przesyłania ogromnych ilości danych na Ziemię oraz systemu zdalnego sterowania urządzeniami. Na Księżycu pozostawałaby tylko niewielka ekipa zajmująca się konserwacją, podczas gdy większość obsługi odbywałaby się z naszej planety. Przypominałoby to pracę przez zdalny pulpit, tyle że sterowany sprzęt znajdowałby się na innym ciele niebieskim.
– Wykorzystajmy potencjał ludzi, którzy są tak zdeterminowani, by wrócić na Księżyc. Skłońmy ich do skupienia się na takich projektach, jak zderzacz księżycowy. Wszyscy na tym skorzystamy – twierdzi naukowiec. Według analiz rozwoju technologii budowa takiego urządzenia na Księżycu byłaby możliwa za około 150 lat. A chociaż teraz wydaje się nam, że to bardzo długo, to pamiętajmy, że potrzeba było około 60 lat, by zaproponowana przez Konstantina Ciołkowskiego stacja orbitalna naprawdę powstała.
Źródło: Science Focus
