Η επιτυχής εξερεύνηση του διαστήματος απαιτεί συνεχώς από την ανθρωπότητα να μελετά και να ανακαλύπτει νέες τεχνολογίες που θα μας επέτρεπαν να έχουμε πιο ισχυρό εξοπλισμό και να δημιουργήσουμε συστήματα υποστήριξης της ζωής του πληρώματος για περαιτέρω διαστημικές πτήσεις. Μια τέτοια επαναστατική τεχνολογία θα μπορούσε να είναι ο υποθετικός ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας EmDrive, ο οποίος μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν αδύνατος. Ωστόσο, το 2016, η NASA δημοσίευσε τα αποτελέσματα των ερευνών και των πειραμάτων που έγιναν στον κινητήρα, τα οποία αποδεικνύουν τη λειτουργικότητά του. Το επόμενο βήμα της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας στην έρευνα αυτού του ζητήματος είναι η διεξαγωγή πειραμάτων στον κινητήρα EmDrive στο διάστημα.

Ας ξεκινήσουμε όμως με τη σειρά

Πρώτα απ 'όλα, ας εξετάσουμε εν συντομία την αρχή της λειτουργίας ενός συνηθισμένου κινητήρα πυραύλων. Υπάρχουν τρεις πιο δημοφιλείς τύποι κινητήρων πυραύλων:

• Ο χημικός είναι ο πιο κοινός τύπος πυραυλοκινητήρα. Η αρχή λειτουργίας του είναι η εξής: ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης του καυσίμου (στερεό προωθητικό ή υγρό κινητήρα), το οξειδωτικό αναμιγνύεται με το καύσιμο με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, σχηματίζοντας καύσιμο. Μετά από μια χημική αντίδραση, το καύσιμο καίγεται, αφήνοντας πίσω προϊόντα καύσης - ένα ταχέως διαστελλόμενο θερμαινόμενο αέριο. Ένας πίδακας αυτού του αερίου εξέρχεται από το ακροφύσιο του πυραύλου, σχηματίζοντας το λεγόμενο «εργαζόμενο υγρό», το οποίο είναι ο ίδιος «πύρινος» πίδακας που βλέπουμε συχνά, για παράδειγμα, σε τηλεοπτικές εκπομπές ή ταινίες.
• Πυρηνική είναι ένας τύπος κινητήρα στον οποίο ένα αέριο (όπως το υδρογόνο ή η αμμωνία) θερμαίνεται με τη λήψη ενέργειας από πυρηνικές αντιδράσεις (πυρηνική σχάση ή σύντηξη).
• Ηλεκτρικός - ένας κινητήρας στον οποίο το αέριο θερμαίνεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, ο θερμικός τύπος ενός τέτοιου κινητήρα θερμαίνει το αέριο (ρευστό εργασίας) χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο θέρμανσης, ενώ ο στατικός τύπος επιταχύνει την κίνηση των σωματιδίων αερίου χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτροστατικό πεδίο.

Συγκρότημα κινητήρα τζετ

Το σώμα ενός τέτοιου κινητήρα πρέπει να αποτελείται από μη αναλώσιμο μέταλλο.

Ανεξάρτητα από την επιλογή του τύπου κινητήρα, η λειτουργία του θα απαιτήσει εντυπωσιακή παροχή καυσίμου, γεγονός που καθιστά το διαστημόπλοιο σημαντικά βαρύτερο και απαιτεί περισσότερη δύναμηαπό τον ίδιο κινητήρα.

Κινητήρας EmDrive – τι είναι και πώς λειτουργεί;

Το 2001, ο Βρετανός μηχανικός Roger Scheuer πρότεινε νέου τύπου ηλεκτρικός κινητήρας, η αρχή της οποίας διαφέρει θεμελιωδώς από την αρχή λειτουργίας των κινητήρων που αναφέρονται παραπάνω.

Το σχέδιο είναι ένας κλειστός μεταλλικός θάλαμος (αντηχείο) σε σχήμα κόλουρου κώνου (κάτι σαν κουβάς με καπάκι), ο οποίος έχει μια ορισμένη ανακλαστικότητα της ακτινοβολίας μικροκυμάτων. Ένα μαγνήτρον που συνδέεται με τον κώνο παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή μικροκυμάτων, η οποία εισέρχεται στον συντονιστή και δημιουργεί ένα λεγόμενο στάσιμο κύμα εκεί. Λόγω του συντονισμού, η δονητική ενέργεια των μικροκυμάτων αυξάνεται.

Όπως γνωρίζετε, το φως, ή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ασκεί πίεση σε μια επιφάνεια. Λόγω του στενώματος του θαλάμου προς τη μία πλευρά, η πίεση των μικροκυμάτων στη μικρότερη βάση του κόλουρου κώνου είναι μικρότερη από την πίεση στη μεγαλύτερη βάση. Εάν θεωρήσουμε την κάμερα ως ένα κλειστό σύστημα, τότε το αποτέλεσμα του εφέ που περιγράφεται παραπάνω θα είναι μόνο ένα φορτίο στο υλικό της κάμερας και περισσότερο στη μία πλευρά της. Ωστόσο, ο δημιουργός του concept Κινητήρας EmDriveισχυρίζεται ότι αυτό το σύστημα είναι ανοιχτό λόγω της μέγιστης ταχύτητας κίνησης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ("ταχύτητα φωτός").

Η φυσική αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου κινητήρα δεν είναι πλήρως σαφής. Ο Roger Scheuer είναι πεπεισμένος ότι οι εξηγήσεις για αυτήν την τεχνολογία είναι δυνατές στο πλαίσιο της γνωστής Νευτώνειας μηχανικής. Πιθανώς, λόγω της παρουσίας της ανακλαστικότητας της ακτινοβολίας μικροκυμάτων στον θάλαμο, κάποιο μικρό μέρος της ακτινοβολίας πηγαίνει έξω, πέρα ​​από τον συντονιστή, γεγονός που κάνει το σύστημα ανοιχτό. Ταυτόχρονα, η έξοδος ακτινοβολίας από την πλευρά της μεγαλύτερης βάσης του κόλουρου κώνου εμφανίζεται σε μεγαλύτερο βαθμό λόγω της μεγαλύτερης επιφάνειας βάσης. Στη συνέχεια, η αναδυόμενη ακτινοβολία μικροκυμάτων θα είναι ένα ανάλογο του ρευστού εργασίας, το οποίο δημιουργεί ώθηση, μετακινώντας το διαστημόπλοιο προς την αντίθετη κατεύθυνση από τα εκπεμπόμενα μικροκύματα.

Την ίδια στιγμή, οι ερευνητές της NASA προτείνουν ότι η πραγματική δράση του κινητήρα βρίσκεται πολύ πιο βαθιά, στην κβαντομηχανική, στη γενική θεωρία της σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία το σύστημα είναι ανοιχτό. Απλοποιώντας τη θεωρία όσο το δυνατόν περισσότερο, μπορούμε να πούμε ότι τα σωματίδια μπορούν να εξαφανιστούν και να γεννηθούν σε έναν κλειστό βρόχο χωροχρόνου.

Η δυνατότητα υλοποίησης ενός κινητήρα χρησιμοποιώντας παρόμοια μέθοδο αξιολογήθηκε από αρκετούς ερευνητικούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένης της NASA.

Πειραματικά αποτελέσματα

Κατά τη διάρκεια 15 ετών, πραγματοποιήθηκαν πολλά πειράματα. Και παρόλο που τα αποτελέσματα των περισσότερων από αυτά επιβεβαίωσαν τη λειτουργικότητα της ιδέας του κινητήρα, η γνώμη των ανεξάρτητων ειδικών διέφερε από τη γνώμη των πειραματιστών. Ο κύριος λόγοςΗ διάψευση των αποτελεσμάτων των πειραμάτων είναι το γεγονός της εσφαλμένης εγκατάστασης και υλοποίησης του πειράματος.

Τέλος, η αμερικανική διαστημική υπηρεσία, η οποία διαθέτει επαρκείς πόρους για να δημιουργήσει ένα πείραμα ικανό να δώσει μια τελική ετυμηγορία, έχει ξεκινήσει έρευνα για τον κινητήρα EmDrive. Συγκεκριμένα, το πειραματικό εργαστήριο της NASA - Eagleworks, όπου κατασκευάστηκε ο πρωτότυπος κινητήρας EmDrive. Ο κινητήρας τοποθετήθηκε σε κενό, όπου αποκλείστηκε οποιαδήποτε θερμική μεταφορά και αποδείχθηκε ότι το πρωτότυπο ήταν πράγματι ικανό να παράγει ώθηση. Σύμφωνα με μια πρόσφατη έκθεση της NASA, το εργαστήριο κατάφερε να αποκτήσει ώθηση με συντελεστή ισχύος 1,2 ± 0,1 mN/kW. Αυτός ο αριθμός εξακολουθεί να είναι σημαντικά χαμηλότερος από την ισχύ των κινητήρων πυραύλων που χρησιμοποιούνται σήμερα, αλλά περίπου εκατό φορές υψηλότερος από την ισχύ των κινητήρων φωτονίων και των ηλιακών πανιών.

Με την κυκλοφορία της αναφοράς για το πείραμα, το πείραμα στον κινητήρα σε επίγειες συνθήκες μάλλον έχει τελειώσει. Η NASA σχεδιάζει να πραγματοποιήσει περαιτέρω πειράματα στο EmDrive στο διάστημα.

Εφαρμογή

Η παρουσία ενός τέτοιου κινητήρα στα χέρια της ανθρωπότητας διευρύνει σημαντικά τις δυνατότητες εξερεύνησης του διαστήματος. Ξεκινώντας σχετικά μικρό, το EmDrive εγκατεστημένο στον ISS θα μείωνε σημαντικά τα αποθέματα καυσίμου στο σταθμό. Αυτό θα επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του σταθμού, καθώς και θα μειώσει σημαντικά τις αποστολές φορτίου για την παράδοση καυσίμων. Κατά συνέπεια, η χρηματοδότηση για αποστολές και η υποστήριξη για τη λειτουργία του σταθμού θα μειωθεί.

Αν σκεφτούμε έναν συνηθισμένο γεωστατικό δορυφόρο στον οποίο θα εγκατασταθεί αυτόν τον κινητήρα, τότε η μάζα της συσκευής θα μειωθεί περισσότερο από το μισό. Ομοίως, η παρουσία του EmDrive θα επηρεάσει ένα επανδρωμένο διαστημόπλοιο, το οποίο θα κινείται αισθητά πιο γρήγορα.

Εάν δουλέψουμε και στην ισχύ του κινητήρα, τότε σύμφωνα με υπολογισμούς, οι δυνατότητες του EmDrive μας επιτρέπουν να παραδώσουμε έξι αστροναύτες και κάποιο εξοπλισμό και στη συνέχεια να επιστρέψουμε στη Γη σε περίπου 4 ώρες. Ομοίως, μια πτήση προς τον Άρη, με παρόμοια τεχνολογία, θα διαρκέσει μερικούς μήνες. Η πτήση προς τον Πλούτωνα θα διαρκέσει περίπου δύο χρόνια. Παρεμπιπτόντως, ο σταθμός New Horizons χρειάστηκε 9 χρόνια για να το ολοκληρώσει.

Συνοψίζοντας, πρέπει να σημειωθεί ότι η τεχνολογία EmDrive μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα διαστημόπλοια, εξοικονόμηση στη λειτουργία των συσκευών, καθώς και στα καύσιμα. Επιπλέον, αυτός ο κινητήρας επιτρέπει στην ανθρωπότητα να πραγματοποιήσει εκείνες τις διαστημικές αποστολές που μέχρι τώρα βρίσκονταν στα όρια του δυνατού.

Οικολογία της γνώσης: Το EmDrive ανήκει στην κατηγορία των υποθετικών μηχανών που χρησιμοποιούν το μοντέλο "RF traction cavity resonator" στη λειτουργία τους λόγω ενός μαγνητρονίου που εκπέμπει μικροκύματα σε ένα κλειστό μεταλλικό θάλαμο κόλουρου κώνου, οι οποίοι στη συνέχεια αντανακλώνται από τα πίσω τοιχώματά του, περνώντας ώθηση τζετσυσκευή.

Ακόμα κι αν δεν σε ενδιαφέρει συστήματα πρόωσηςγια διαστημόπλοια, πιθανότατα έχετε ακούσει για τη συσκευή EmDrive. Ο κινητήρας εμφανίζεται συχνά στους τίτλους που τον περιγράφουν ως μια επαναστατική τεχνολογία που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στα διαστρικά ταξίδια, να μειώσει σημαντικά τους χρόνους ταξιδιού μεταξύ πλανητών εντός και εκτός του ηλιακού συστήματος και να κάνει πραγματικότητα το μακροχρόνιο όνειρο της ανθρωπότητας για προσβάσιμο διάστημα.

Αυτές είναι αρκετά ηχηρές και φιλόδοξες δηλώσεις, και κάποτε, σχολιάζοντας τέτοια πράγματα, ο μεγάλος αστροφυσικός και κοσμολόγος, πρωτοπόρος στον τομέα της εξωβιολογίας, Carl Sagan, είπε ότι «οι έκτακτες δηλώσεις απαιτούν εξαιρετικά στοιχεία». Με οδηγό αυτό, θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε τι είναι στην πραγματικότητα αυτό το εντυπωσιακό EmDrive και αν είναι πραγματικά βασική τεχνολογία, που θα επιτρέψει στους ανθρώπους να κατακτήσουν μακρινά αστέρια.

Έτσι, προσπαθήσαμε να περιγράψουμε όλα όσα πρέπει να ξέρετε για τον «αδύνατο» κινητήρα σε ένα σύντομο άρθρο, πάμε.

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ EMDRIVE;

Το EmDrive είναι μια μηχανή μυστηρίου. Εισήχθη για πρώτη φορά από τον μηχανικό αεροδιαστημικής Roger Shawyer το 2001, η τεχνολογία μπορεί να περιγραφεί ως «μηχανή πυραύλων χωρίς καύσιμα», με την έννοια ότι δεν απαιτεί καύσιμο με την παραδοσιακή έννοια. Η έλλειψη μεγάλων ποσοτήτων καυσίμου στο σκάφος θα κάνει το διαστημόπλοιο ελαφρύτερο, ευκολότερο στην προώθηση και, θεωρητικά, πολύ φθηνότερο στην παραγωγή. Επιπλέον, ο υποθετικός κινητήρας θα πετύχει απίστευτα υψηλές ταχύτητες: Οι αστροναύτες θα μπορούν να ταξιδέψουν στις εξωτερικές περιοχές του ηλιακού συστήματος μέσα σε λίγους μήνες.

Το θέμα είναι ότι η ίδια η έννοια της κίνησης χωρίς αντιδραστική απελευθέρωση μάζας «δεν ταιριάζει» με τον νόμο του Νεύτωνα για τη διατήρηση της ορμής, ο οποίος δηλώνει ότι μέσα σε ένα κλειστό σύστημα, η γραμμική και η γωνιακή ορμή παραμένουν σταθερές, ανεξάρτητα από τις αλλαγές που συμβαίνουν σε αυτό το σύστημα. . Με απλά λόγια, αν δεν ασκηθεί εξωτερική δύναμη στο σώμα, τότε είναι αδύνατο να μετακινηθεί από τη θέση του.

Ο μυστηριώδης ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας, που δημιουργεί ώθηση χωρίς αντιδραστικές διεργασίες, παραβιάζει επίσης τον Τρίτο (όχι λιγότερο θεμελιώδη) νόμο του Νεύτωνα: «Για κάθε ενέργεια υπάρχει πάντα μια ίση και αντίθετη αντίδραση». Λοιπόν, πώς γίνεται τότε η «δράση» (η αεριωθούμενη πρόωση ενός διαστημικού σκάφους) χωρίς «αντίδραση» (καύση καυσίμου και εκτόξευση μάζας πίδακα) και πώς είναι ακόμη δυνατό; Εάν το σύστημα λειτουργεί, σημαίνει ότι εμπλέκονται σε αυτό δυνάμεις ή φαινόμενα άγνωστης φύσης ή ότι η κατανόησή μας για τους νόμους της φυσικής είναι εντελώς λανθασμένη.

ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ το EMDRIVE

Αφήνοντας για λίγο στην άκρη τη φυσική «αδυναμία» της τεχνολογίας, ας ορίσουμε τι είναι. Έτσι, το EmDrive ανήκει στην κατηγορία των υποθετικών μηχανών που χρησιμοποιούν το μοντέλο «RF resonant cavity thruster» στη λειτουργία τους. Τέτοιες συσκευές λειτουργούν με ένα μαγνήτρον που εκπέμπει μικροκύματα σε έναν κλειστό μεταλλικό θάλαμο σε σχήμα κόλουρου κώνου, οι οποίοι στη συνέχεια αντανακλώνται από το πίσω τοίχωμα, μεταδίδοντας ώση πίδακα στη συσκευή. Και πάλι, στη συνηθισμένη γλώσσα, το σώμα απλώς «σπρώχνεται» από τον εαυτό του (πόσο ανόητοι ήταν οι άνθρωποι που δεν πίστευαν τον Βαρώνο Μυνχάουζεν όταν μίλησε για το πώς βγήκε από το βάλτο από τα μαλλιά του).

Αυτή η αρχή της πρόωσης είναι θεμελιωδώς διαφορετική από αυτή που χρησιμοποιούν τα σύγχρονα διαστημόπλοια, τα οποία καίνε τεράστιες ποσότητες καυσίμου για να παράγουν την ενέργεια που ανυψώνει τεράστια οχήματα στον ουρανό. Μία από τις μεταφορές που αποκαλύπτει την ουσία της «αδυναμίας» μιας τέτοιας τεχνολογίας μπορεί επίσης να είναι η υπόθεση ότι ένας οδηγός που κάθεται στην καμπίνα ενός μη εκκινημένου αυτοκινήτου μπορεί να το μετακινήσει από τη θέση του - απλώς πατώντας σωστά το τιμόνι .

Παρόλο που έχουν διεξαχθεί αρκετές επιτυχείς δοκιμές πειραματικών πρωτοτύπων - με πολύ μικρές απελευθερώσεις ενέργειας της τάξεως μερικών δεκάδων μικρών (το βάρος ενός μικρού νομίσματος) - τα αποτελέσματα καμίας από τις μελέτες δεν έχουν δημοσιευθεί σε καμία από ομοτίμους εφημερίδα. Αυτό σημαίνει ότι κάθε θετικό αποτέλεσμα πρέπει να αντιμετωπίζεται με μια δόση υγιούς σκεπτικισμού, που επιτρέπει ότι η καταγεγραμμένη ώθηση θα μπορούσε να είναι μια άγνωστη δύναμη ή ένα σφάλμα εξοπλισμού.

Μέχρι να λάβει η τεχνολογία την κατάλληλη επιστημονική επιβεβαίωση, θα ήταν λογικό να υποθέσουμε ότι το EmDrive δεν λειτουργεί στην πραγματικότητα. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που έχουν πειραματικά αποδείξει ότι ο «αδύνατος» ηλεκτρομαγνητικός κινητήρας εξακολουθεί να λειτουργεί:

Το 2001Το 2009, ο Scheuer έλαβε επιχορήγηση 45.000 λιρών από τη βρετανική κυβέρνηση για να δοκιμάσει το EmDrive. Δήλωσε ότι κατά τη διάρκεια των δοκιμών λήφθηκε μια δύναμη ώθησης 0,016 N και αυτό απαιτούσε 850 W ενέργειας, αλλά ούτε μια εκτίμηση ειδικού δεν επιβεβαίωσε το αποτέλεσμα. Επιπλέον, οι αριθμοί ήταν τόσο μικροί που μπορούσαν εύκολα να περάσουν για λάθος μέτρησης.

Το 2008έτος, μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων στο Northwestern Polytechnic University, με επικεφαλής τον Yang Juan, σύμφωνα με τη δήλωσή τους, επιβεβαίωσαν τη βιωσιμότητα της τεχνολογίας για τη δημιουργία ώθησης μέσω ηλεκτρομαγνητικού συντονισμού και αργότερα ανέπτυξαν το δικό τους μοντέλο λειτουργίας του κινητήρα. Από το 2012 έως το 2014, πραγματοποιήθηκαν αρκετές επιτυχείς δοκιμές, στις οποίες κατέστη δυνατό να επιτευχθεί ώθηση 750 χιλιοστών νεύτων χρησιμοποιώντας 2500 watt ενέργειας.

ΤΟ 2014Φέτος, οι ερευνητές της NASA δοκίμασαν το μοντέλο EmDrive τους και οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν επίσης σε συνθήκες κενού. Και πάλι, οι επιστήμονες ανέφεραν ένα επιτυχημένο πείραμα (κατέγραψαν ώθηση 100 μN), τα αποτελέσματα του οποίου, και πάλι, δεν επιβεβαιώθηκαν ανεξάρτητους εμπειρογνώμονες. Την ίδια στιγμή, μια άλλη ομάδα επιστημόνων της διαστημικής υπηρεσίας ήταν πολύ δύσπιστοι για το έργο των συναδέλφων τους - ωστόσο, δεν μπορούσαν ούτε να διαψεύσουν ούτε να επιβεβαιώσουν την πιθανότητα της τεχνολογίας, ζητώντας πιο εις βάθος έρευνα.

Το 2015Το 2009, η ίδια ομάδα της NASA δοκίμασε μια άλλη έκδοση του κινητήρα Cannae Drive (πρώην Q-drive), που δημιουργήθηκε από τον χημικό μηχανικό Guido Fetta, και ανέφερε θετικά αποτελέσματα. Σχεδόν ταυτόχρονα, Γερμανοί επιστήμονες από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης δημοσίευσαν επίσης αποτελέσματα στα οποία επιβεβαίωσαν αναμενόμενα την παρουσία «αδύνατης» ώθησης.

Και ήδη στα τέλη του 2015, ένα άλλο πείραμα της NASA που διεξήχθη από την ομάδα Eagleworks (Johnson Space Center) επιβεβαίωσε τελικά τη βιωσιμότητα της τεχνολογίας. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε λαμβάνοντας υπόψη προηγούμενα σφάλματα και, ωστόσο, τα αποτελέσματα ήταν θετικά - ο κινητήρας EmDrive παράγει πρόσφυση. Ταυτόχρονα, οι ερευνητές παραδέχονται ότι έχουν ανακαλυφθεί νέοι άγνωστοι παράγοντες, ένας από τους οποίους μπορεί να είναι η θερμική διαστολή, η οποία επηρεάζει σημαντικά τη συσκευή σε συνθήκες κενού. Είτε η εργασία θα παραπεμφθεί σε αξιολόγηση από ομοτίμους είτε όχι, επιστήμονες στο Ερευνητικό Κέντρο Glenn, Cleveland, Ohio, Laboratories αεριοπροώθησηΗ NASA και το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins είναι βέβαιοι ότι αξίζει να συνεχιστούν τα πειράματα.

ΤΙ Η EMDRIVE ΛΑΜΠΕΙ ΓΙΑ ΜΑΣ

Γενικά, η επιστημονική κοινότητα είναι πολύ προσεκτική σχετικά με οτιδήποτε σχετίζεται με το EmDrive και τους ηλεκτρομαγνητικούς κινητήρες κοιλότητας γενικά. Αλλά από την άλλη, ένας τέτοιος αριθμός μελετών εγείρει πολλά ερωτήματα. Γιατί υπάρχει τόσο μεγάλο ενδιαφέρον για την τεχνολογία και γιατί τόσοι πολλοί άνθρωποι θέλουν να τη δοκιμάσουν; Τι έχει πραγματικά να προσφέρει ένας κινητήρας με τόσο ελκυστική φιλοσοφία;

Από διάφορα είδη ατμοσφαιρικών δορυφόρων μέχρι ασφαλέστερα και αποτελεσματικότερα αυτοκίνητα - τέτοια ευρύ πεδίοπροβλέπονται εφαρμογές για τη νέα συσκευή. Όμως η κύρια, πραγματικά επαναστατική συνέπεια της εφαρμογής του είναι οι ασύλληπτοι ορίζοντες που ανοίγονται για διαστημικά ταξίδια.

Πιθανώς, ένα πλοίο εξοπλισμένο με κινητήρα EmDrive μπορεί να φτάσει στη Σελήνη σε λίγες μόνο ώρες, στον Άρη σε 2-3 μήνες και στον Πλούτωνα σε περίπου 2 χρόνια (για σύγκριση: ο ανιχνευτής New Horizons πέρασε περισσότερα από 9 χρόνια για να φτάσει στον Πλούτωνα χρόνια). Αυτές είναι αρκετά ηχηρές δηλώσεις, ωστόσο, αν αποδειχθεί ότι η τεχνολογία έχει πραγματική βάση, αυτοί οι αριθμοί δεν θα είναι τόσο φανταστικοί. Και αυτό λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι δεν υπάρχει ανάγκη μεταφοράς τόνων καυσίμων, η παραγωγή διαστημικών σκαφών θα γίνει πιο απλή και τα ίδια θα είναι πολύ ελαφρύτερα και πολύ φθηνότερα.

Για τη NASA και παρόμοιους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων πολλών ιδιωτικών διαστημικών εταιρειών όπως η SpaceX ή η Virgin Galactic, ένα ελαφρύ και προσιτό πλοίο που μπορεί να φτάσει γρήγορα στις πιο απομακρυσμένες γωνίες του ηλιακού συστήματος είναι κάτι που μόνο ονειρευόμαστε. Ωστόσο, για να εφαρμοστεί η τεχνολογία, η επιστήμη θα πρέπει ακόμα να εργαστεί σκληρά.

Ταυτόχρονα, ο Scheuer πιστεύει ακράδαντα ότι δεν απαιτούνται ψευδοεπιστημονικές ή κβαντικές θεωρίες για να εξηγηθεί πώς λειτουργεί το EmDrive. Αντίθετα, είναι βέβαιος ότι η τεχνολογία δεν υπερβαίνει το σημερινό μοντέλο της Νευτώνειας μηχανικής. Για να υποστηρίξει τα λόγια του, έγραψε πολλά άρθρα, ένα από τα οποία αυτή τη στιγμή βρίσκεται υπό εξέταση. Το έγγραφο αναμένεται να δημοσιευτεί φέτος. Ωστόσο, τα προηγούμενα έργα του έχουν επικριθεί για εσφαλμένη και ασυνεπή επιστημονική έρευνα.

Παρά την επιμονή του ότι ο κινητήρας λειτουργεί σύμφωνα με τους υπάρχοντες νόμους της φυσικής, ο Scheuer καταφέρνει επίσης να κάνει κάποιες άγριες υποθέσεις για το EmDrive. Για παράδειγμα, δήλωσε ότι νέο κινητήραλειτουργεί λόγω του πεδίου στημόνι και γι' αυτό τα τελευταία αποτελέσματα της NASA ήταν επιτυχημένα. Αυτά τα ευρήματα έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή από την διαδικτυακή κοινότητα. Ωστόσο, και πάλι, σήμερα δεν υπάρχουν διαφανή και ανοιχτά υποστηρικτικά στοιχεία και για να γίνει αποδεκτή η τεχνολογία από την επίσημη επιστήμη χρειάζεται να διεξαχθούν περισσότερες από μία εις βάθος μελέτες.

Ο Κόλιν Τζόνστον, ένας υπάλληλος του Πλανητάριου Αρμάγκ, έγραψε στο οποίο επέκρινε το EmDrive και τα ασαφή αποτελέσματα πολλών πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν. Επιπλέον, ο Corey S. Powell του Discovery συνέβαλε στους κινητήρες EmDrive και Cannae Drive, όπως έκανε και για την έρευνα της NASA. Καθηγητής Μαθηματικών και Φυσικής John S. Baez γενικά ονόμασε την έννοιαΑυτή η τεχνολογία είναι «ανοησία» και τα συμπεράσματά της αντικατοπτρίζουν τα συναισθήματα πολλών επιστημόνων.

Ο κινητήρας EmDrive έγινε δεκτός με ενθουσιασμό από πολλούς, συμπεριλαμβανομένου του ιστότοπου NASASpaceFlight.com, ο οποίος δημοσίευσε πληροφορίες για τα τελευταία πειράματα της Eagleworks, και του δημοφιλούς περιοδικού New Scientist, το οποίο έγραψε μια θετική και αισιόδοξη κριτική για τον ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα, στην οποία, ωστόσο, δεν ξέχασε να αναφέρει την ανάγκη παροχής πρόσθετων στοιχείων που απαιτούνται για τέτοια αμφιλεγόμενα ζητήματα. Επιπλέον, λάτρεις από όλο τον κόσμο άρχισαν να κατασκευάζουν τα δικά τους μοντέλα κινητήρων με ώθηση «άγνωστης προέλευσης» μια από τις ενδιαφέρουσες εκδόσεις εργασίας, που δημιουργήθηκαν σε συνθήκες «γκαράζ», προτάθηκε από τον Ρουμάνο μηχανικό Iulian Berca.

Πριν βγάλουμε οριστικά συμπεράσματα, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η φυσική, κατ' αρχήν, αποκλείει την εμφάνιση οποιασδήποτε ώθησης στο EmDrive και σε παρόμοιες συσκευές. Ωστόσο, οι πραγματικά αποδεδειγμένες λειτουργικές εκδόσεις των κινητήρων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων θα μπορούσαν να ανοίξουν άνευ προηγουμένου ευκαιρίες τόσο για διαστημικές όσο και επίγειες μεταφορές και φέρουν επανάσταση σύγχρονη επιστήμηάνω κάτω. Στο μεταξύ, οι περισσότεροι επιστήμονες τείνουν να ταξινομούν το EmDrive ως επιστημονική φαντασία. δημοσίευσε

Το ταξίδι με την ταχύτητα του φωτός μπορεί να είναι εφικτό χάρη σε μια τυχαία ανακάλυψη, αλλά οι ερευνητές προειδοποιούν να μην ενθουσιαστείτε για ένα πιθανό ταξίδι μιας εβδομάδας στο αστέρι Άλφα του Κενταύρου. Η νέα τεχνολογία κινητήρα, η οποία στο παρελθόν φαινόταν αδύνατη, δοκιμάστηκε με επιτυχία για τρίτη φορά.

Ερασιτέχνες και επαγγελματίες φυσικοί συζήτησαν τα αποτελέσματα του πειράματος διαδικτυακά, αν και δεν έχουν κάνει ακόμη επίσημα σχόλια.

Η χρήση ενός τέτοιου κινητήρα δεν θα περιοριστεί στο ταξίδι με ταχύτητες που υπερβαίνουν την ταχύτητα του φωτός. Η τεχνολογία θα εξαλείψει την ανάγκη χρήσης καυσίμου πυραύλων στο , το οποίο τώρα χρειάζεται για περιοδική επιτάχυνση που διατηρεί την τροχιακή τροχιά του ISS. Αντικατάσταση παραδοσιακό σύστημαΤο καύσιμο πυραύλων σε έναν συμβατικό γεωστατικό δορυφόρο θα μειώσει τη μάζα ενός αντικειμένου που εκτοξεύεται στο διάστημα από 3 σε 1,3 τόνους και έτσι θα μειώσει σημαντικά το οικονομικό κόστος.

Τα πειράματα που διεξάγονται απέχουν πολύ από την πραγματική εφαρμογή σε διαστημόπλοια, αλλά μια μέρα η επόμενη τεχνολογία Star Trek μπορεί να γίνει αναπόσπαστο μέρος της ζωής μας.

Οι ανεξάρτητες δοκιμές ενός κινητήρα με άγνωστη αρχή λειτουργίας, του EmDrive, που φαινόταν να επιβεβαιώνουν την ύπαρξη της «ανώμαλης» ώθησής του, κατέληξαν για άλλη μια φορά σε εξαιρετικά κρίσιμες κριτικές από την επιστημονική κοινότητα. Έχει φτάσει στο σημείο ορισμένοι θεωρητικοί φυσικοί να προτείνουν να μην ληφθούν καθόλου υπόψη τα αποτελέσματα του πειράματος, επειδή «δεν έχουν μια σαφή θεωρητική εξήγηση». Το Lenta.ru αποφάσισε να καταλάβει γιατί συμβαίνει αυτό και ποια άλλα ασυνήθιστα μέσα μεταφοράς στο διάστημα έχει βρει η ανθρωπότητα κατά τη διάρκεια της ιστορίας της.

EmDrive

Το διαστρικό ταξίδι με την τρέχουσα κατάσταση της τεχνολογίας είναι αδύνατο - λέει η ίδια η φυσική με το νόμο της διατήρησης της ορμής. Για να παραφράσουμε έναν διάσημο χαρακτήρα, για να επιταχύνετε κάτι που χρειάζεστε, πρέπει πρώτα να πετάξετε κάτι περιττό προς την αντίθετη κατεύθυνση - όπως καύσιμο πυραύλων, το οποίο δεν μπορείτε να εξοικονομήσετε για ένα ταξίδι πέρα ​​από τα όρια του ηλιακού συστήματος.

Για να σπάσουν αυτό το αδιέξοδο, οι λάτρεις της εξερεύνησης του διαστήματος ανακοινώνουν περιοδικά συσκευές όπως ο κινητήρας EmDrive - ο οποίος, μας υποσχέθηκαν, δεν απαιτεί απελευθέρωση καυσίμου για να κερδίσει ταχύτητα. Στην εμφάνιση, ο υποθετικός κινητήρας είναι ένας κάδος με ένα μάγνητρο (γεννήτρια μικροκυμάτων, όπως σε φούρνο μικροκυμάτων) μέσα. Σύμφωνα με τους εφευρέτες, αφού τα μικροκύματα δεν βγαίνουν από τον κάδο, σημαίνει ότι δεν εκτοξεύεται τίποτα υλικό, ενώ ο ίδιος ο «κάδος» δημιουργεί ώθηση, η οποία έχει καταγραφεί σε πειράματα από το 2002 μέχρι σήμερα. Επιπλέον, ένα τέτοιο πείραμα πραγματοποιήθηκε στη NASA, ένα άλλο πραγματοποιήθηκε πρόσφατα από τον Martin Tajmar, επικεφαλής του Γερμανικού Ινστιτούτου Αεροδιαστημικής Μηχανικής στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δρέσδης. Και τα δύο ιδρύματα δύσκολα μπορούν να ονομαστούν καταφύγιο επιστημονικών φρικιών - ίσως υπάρχει κάτι πίσω από την ανώμαλη ώθηση του EmDrive;

Οι αντίπαλοί τους, ωστόσο, δεν ενοχλούνται από αυτό. Κάποιοι, όπως ο Sean Carroll από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, χαρακτηρίζουν απλώς το EmDrive με λέξεις που δεν μπορούν να επαναληφθούν στα ρωσόφωνα μέσα. Όσοι είναι πιο συγκρατημένοι εκφράζουν την ίδια ιδέα διαφορετικά: το EmDrive παραβιάζει το νόμο της διατήρησης της ορμής. Και ο Eric W. Davis από το Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών στο Ώστιν (ΗΠΑ) προσθέτει: ακόμα κι αν είχε δημιουργηθεί πράγματι ώθηση, αλλά όπως στις δοκιμές θα ανιχνευόταν μόνο σε δεκάδες micronewton, τότε οι επαγγελματίες που εργάζονται στην αεροδιαστημική βιομηχανία «δεν είναι όλοι ενδιαφέρονται για νέες μεθόδους κινήσεις [...] δημιουργώντας ώθηση που μετριέται μόνο σε micronewtons» - είναι πολύ μικρό.

Πρέπει να σημειωθεί εδώ ότι αυτή η τελευταία δήλωση είναι αρκετά ριψοκίνδυνη. Σύμφωνα με τα πειράματα της NASA που αναφέρθηκαν, η καταγεγραμμένη ώθηση ήταν 0,4 newtons ανά κιλοβάτ - και παρά το γεγονός ότι αυτός ο αριθμός είναι πραγματικά ασήμαντος, ένας κινητήρας με τέτοιες παραμέτρους θα έδινε New Horizons στον Πλούτωνα σε ενάμιση χρόνο, αντί για τη δεκαετία που απαιτείται. στην πράξη. Με άλλα λόγια, για τις πραγματικές πτήσεις μεγάλων αποστάσεων η κατάσταση απέχει πολύ από το να είναι «αδιάφορη».

Εικόνα: M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Germany

Το πιο δύσκολο ερώτημα είναι εάν το EmDrive λειτουργεί πραγματικά ή αν η ανύπαρκτη ώθηση «καταγράφεται» σε πειράματα. Ο Martin Tajmar είναι ένας διάσημος "μύθος", ένας πειραματιστής που έχει διεξαγάγει αρκετά "ανώμαλα" πειράματα, βρίσκοντας τις πηγές των ανωμαλιών τους σε δύσκολα ανιχνεύσιμα σφάλματα μέτρησης. Αυτή τη φορά χρησιμοποίησε μια ισορροπία στρέψης και διεξήγαγε το ίδιο το πείραμα σε βαθύ κενό για να εξαλείψει την επίδραση της μεταφοράς αέρα. Όλα αυτά δεν βοήθησαν στην απομάκρυνση των μη φυσιολογικών πόθων.

Ωστόσο, οι αντίπαλοι δεν έχουν χάσει τον σκεπτικισμό τους. Το γεγονός ότι η ώθηση δεν εξαφανίστηκε αμέσως μετά την απενεργοποίηση του EmDrive μπορεί να υποδηλώνει ότι μιλάμε για κάποιο είδος θερμικού αποτελέσματος που επηρεάζει τις μετρήσεις των συσκευών εγγραφής. Σημειωτέον ότι ο Tajmar στο έργο του περιγράφει αναλυτικά τα μέτρα που λαμβάνονται για τη θερμική προστασία και τη μαγνητική θωράκιση, τα οποία οι επικριτές του (οι οποίοι είναι θεωρητικοί φυσικοί) για κάποιο λόγο δεν παρατηρούν.

Η πιο ανησυχητική είναι η θέση του Eric Davis ότι η εργασία του Tajmar «δεν θα γίνει αποδεκτή από περιοδικά με κριτές» απλώς και μόνο επειδή δεν προσφέρει έναν θεωρητικό μηχανισμό που θα μπορούσε να εξηγήσει την παρατηρούμενη ανώμαλη ώθηση. Προφανώς, ο Davis γνωρίζει πώς οι Michelson και Morley, στο American Journal of Science του 19ου αιώνα, περιέγραψαν το πείραμα χωρίς να προτείνουν κανένα συνεκτικό θεωρητικό μηχανισμό που θα μπορούσε να το εξηγήσει. Αν το περιοδικό είχε λάβει τότε τη θέση του Ντέιβις, τα αποτελέσματα του πιο σημαντικού πειράματος, που προκάλεσε την κρίση της θεωρίας του αιθέρα και τελικά την εμφάνιση της θεωρίας της σχετικότητας, απλά δεν θα είχαν δημοσιευτεί. Τα πειράματα σχετικά με τη διάσπαση βήτα το 1914-1930 παραβίασαν επίσημα εντελώς τον νόμο της διατήρησης της ενέργειας, αλλά είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς ένας από τους φυσικούς εκείνης της εποχής είπε: «τα δεδομένα σχετικά με αυτό δεν θα μπουν σε περιοδικά με κριτές επειδή δεν είναι εξηγείται θεωρητικά».

Εικόνα: M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Germany

Και πάλι, η έλλειψη μιας θεωρητικής εξήγησης για την ώθηση του EmDrive σημαίνει ότι πιθανότατα δεν λειτουργεί - τουλάχιστον όχι όπως το περιγράφει ο δημιουργός του, Roger Shawyer. Αλλά η θέση του Ντέιβις, η οποία συνοψίζεται στη δήλωση «δεν πρέπει να χάνετε χρόνο σε πειράματα εάν δεν έχουν μια θεωρητική εξήγηση», είναι αναμφίβολα ασυνήθιστη για έναν επιστήμονα.

Πυρηνικοί πύραυλοι και λαμπτήρες

Ωστόσο, το EmDrive δεν είναι το μόνο που προσπαθεί να οδηγήσει τις διαστημικές πτήσεις σε ένα ριζικά νέο επίπεδο. Τελικά, το ταχύτερο διαστημόπλοιο που εκτοξεύτηκε από ανθρώπους, το Helios-2, πέρασε μετά βίας τη γραμμή των 70 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Με αυτή την ταχύτητα, μια πτήση προς τα αστέρια θα διαρκέσει χιλιάδες χρόνια, γεγονός που την καθιστά πρακτική.

Η πρώτη σοβαρή προσπάθεια υπέρβασης της ταχύτητας των χημικών πυραύλων έγινε στο αμερικανικό έργο Orion στη δεκαετία του 1950. Στο πλαίσιο του, προτάθηκε να πυροδοτηθούν μικρές βόμβες υδρογόνου περίπου εκατό μέτρα πίσω από την πίσω πλάκα απορρόφησης κραδασμών του διαστημικού σκάφους. Για το σκοπό αυτό, η πλάκα καλύφθηκε με ένα λεπτό στρώμα γράσο γραφίτη, το οποίο εξατμίστηκε μετά την έκρηξη, αλλά δεν άφησε το πλοίο να υπερθερμανθεί. Δεν ήταν τυχαίο που γράψαμε "καλυμμένα": εκτός από τους υπολογισμούς, πραγματοποιήθηκαν επίσης πειράματα σε μια τέτοια πτήση με εκρηκτικό παλμό, αν και με τη βοήθεια συμβατικών εκρηκτικών:

Το βασικό πρόβλημα του Ωρίωνα είναι προφανές: θα είχε προκαλέσει ραδιενεργό ύφος κατά την απογείωση. Φυσικά, θα μπορούσε να συναρμολογηθεί στο διάστημα και να σταλεί μόνο σε μακρινά ταξίδια. Σύμφωνα με υπολογισμούς που έκανε ο Freeman Dyson τη δεκαετία του 1960, ένα μη επανδρωμένο Orion θα μπορούσε να φτάσει στο Alpha Centauri σε 133 χρόνια - αλλά θα κόστιζε αρκετές εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια.

Μετά την κατάρρευση του Ωρίωνα, οι επιστήμονες στις ΗΠΑ και την ΕΣΣΔ είχαν μια άλλη ιδέα: αντί να χρησιμοποιούν θερμοπυρηνικές εκρήξεις, χρησιμοποιήστε έναν συμβατικό πυρηνικό αντιδραστήρα που θερμαίνει το υδρογόνο στους 2-3 χιλιάδες βαθμούς. Πλέον αποδοτικός κινητήραςαυτού του τύπου, το σοβιετικό RD-0410 δοκιμάστηκε στο Καζακστάν και, κατ' αρχήν, επέτρεψε μια σχετικά καθαρή πυρηνική εκτόξευση ενός διαστημικού σκάφους από τη Γη. Δεδομένου ότι πολύ περισσότερη ενέργεια μπορεί να εξαχθεί από το ουράνιο παρά από τα χημικά καύσιμα, θεωρητικά τέτοια μέσα επιτάχυνσης κατέστησαν δυνατή την πραγματοποίηση μιας επανδρωμένης πτήσης στον Άρη ("Mars-94")

Έχει επίσης προκύψει μια ανταγωνιστική ιδέα - ο λεγόμενος «πυρηνικός λαμπτήρας». Σε αυτό, ο πυρήνας του αντιδραστήρα καλύφθηκε με ένα κέλυφος χαλαζία, μέσω του οποίου η ακτινοβολία θερμαίνει το αέριο στην περιοχή εργασίας του κινητήρα στους 25 χιλιάδες βαθμούς. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ο πυρήνας του αντιδραστήρα εκπέμπει υπεριώδη ακτινοβολία, για την οποία ο χαλαζίας είναι διαφανής, γεγονός που απέτρεψε την υπερθέρμανση του. Το θερμαινόμενο αέριο, που παρασύρεται από τη δίνη που δημιουργείται, με τη σειρά του δεν θα έπρεπε να έχει επιτρέψει στο κέλυφος του κινητήρα να υπερθερμανθεί. Προβολή Θερμοκρασία λειτουργίαςβελτίωσε δραματικά όλες τις παραμέτρους του κινητήρα κατά τάξη μεγέθους - αλλά υπό την ΕΣΣΔ το θέμα δεν προχώρησε περισσότερο από την ανάπτυξη της ιδέας και μετά από αυτό έχασε εντελώς τις προοπτικές χρηματοδότησης.

Εικόνα: NASA

Ωστόσο, ο πυρηνικός λαμπτήρας φαίνεται να είναι ένας πολύ ρεαλιστικός σχεδιασμός που θα μπορούσε να επιτύχει υψηλές ταχύτητες για τεράστια διαστημόπλοια χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα τεχνολογία. Δυστυχώς, η ώθησή του είναι καλή για γρήγορα διαπλανητικά ταξίδια, αλλά μάλλον αδύναμη για διαστρικές πτήσεις.

Πτήσεις χωρίς καύσιμα

Πριν από 150 χρόνια, αφού ο Μάξγουελ περιέγραψε τη φύση του φωτός, ο Ιούλιος Βερν πρότεινε ότι ένα πανί που αντανακλά το φως θα ήταν το καταλληλότερο για διαστρικό ταξίδι - τότε, αντί για καύσιμο, το πλοίο θα επιταχυνόταν από φωτόνια. Κατά την άφιξη στο σύστημα του πλησιέστερου αστεριού, το ίδιο πανί θα το επιβραδύνει, επίσης χωρίς καύσιμα.

Τεχνικά, το έργο περιορίζεται από έναν παράγοντα: ένα πλοίο με ταχύτητα κοντά στο φως πρέπει να έχει πανιά δεκάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων, που δεν ζυγίζουν περισσότερο από 0,1 γραμμάρια ανά τετραγωνικό μέτρο, κάτι που είναι εξαιρετικά δύσκολο να εφαρμοστεί στην πράξη.

Αλλά πίσω στη δεκαετία του 1970, προτάθηκε ένα λεγόμενο πανί λέιζερ: ένας πολύ μικρότερος ανακλαστήρας που επιταχύνθηκε από έναν πομπό λέιζερ από την τροχιά κοντά στη Γη. Για πολλά χρόνια, τα λέιζερ της απαιτούμενης ισχύος απλά δεν μπορούσαν να κατασκευαστούν. Ωστόσο, πριν από αρκετά χρόνια, ο Philip Lubin από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα (ΗΠΑ) πρότεινε αντ' αυτού τη δημιουργία ομάδων πολλών μικρότερων εκπομπών που λειτουργούν με βάση την αρχή μιας κεραίας με συστοιχία φάσης, με την τελική ισχύ να περιορίζεται μόνο από τον αριθμό τους. Ως μέρος της ιδέας του DESTAR-6, η επιτάχυνση ενός διαστημικού καθετήρα βάρους 10 τόνων σε ταχύτητα σχεδόν φωτός μπορεί να πραγματοποιηθεί εντός του Ηλιακού Συστήματος - έως και 30 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο (τότε δεν θα επιτρέψουν προβλήματα με τα λέιζερ εστίασης το πλοίο να επιταχύνει).

Εικονογράφηση: Philip M. Lubin

Φυσικά, το DESTAR-6 ​​πρέπει να είναι μια τεράστια δύναμη. Κάθε στοιχείο του, σύμφωνα με το έργο του Lubin, πρέπει να τροφοδοτείται από ηλιακούς συλλέκτες, γι' αυτό και οι συνολικές διαστάσεις μιας τέτοιας ομάδας είναι χίλια επί χίλια χιλιόμετρα. Με τις σημερινές τιμές για τη μεταφορά φορτίου σε τροχιά, αυτές είναι τα ίδια εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια όπως για έργα όπως το Orion.

Ως εκ τούτου, το καλοκαίρι του 2015, ο Lubin πρότεινε τη χρήση ανιχνευτών ελάχιστης μάζας: γκοφρέτες ημιαγωγών μεγάλα μεγέθη, πάνω στο οποίο προτείνεται να τοποθετηθούν όλα τα ηλεκτρονικά και οπτικά εξαρτήματα που είναι απαραίτητα για τον καθετήρα. Θα είναι αρκετά για να τραβήξουν φωτογραφίες στο οπτικό εύρος, να τις επεξεργαστούν και να τις στείλουν στη Γη, χρησιμοποιώντας την ενέργεια των ηλιακών συλλεκτών από την μπροστινή επιφάνεια των πλακών. Το πάχος των γκοφρετών μπορεί να είναι το ίδιο με αυτό των σύγχρονων υποστρωμάτων πυριτίου - λιγότερο από ένα χιλιοστό. Μειώνοντας τη μάζα του ανιχνευτή στα δέκα κιλά, θα είναι δυνατή η παράδοση του καθετήρα στον Άλφα Κενταύρου σε μόλις 20 χρόνια (0,2 η ταχύτητα του φωτός). Το μέγεθος του επιταχυνόμενου αστερισμού των δορυφόρων με λέιζερ επί του σκάφους μπορεί να μειωθεί στα 33 επί 33 χιλιόμετρα. Φυσικά, οι εικόνες σε αυτό δεν θα είναι τέλειες και ο ανιχνευτής δεν θα μπορεί να επιβραδύνει εκεί, γι 'αυτό η πρώτη αποστολή στα αστέρια θα μοιάζει με το πέταγμα των New Horizons δίπλα στον Πλούτωνα. Ωστόσο, με βάση τις τρέχουσες γνώσεις μας για το σύστημα Άλφα Κενταύρου, αυτό θα ήταν μάννα εξ ουρανού.

Ταξίδια FTL;

Όλες οι επιλογές που προτείνονται παραπάνω απαιτούν τουλάχιστον δεκαετίες αναμονής. Δεν υπάρχουν περισσότερα γρήγορο τρόπο? Στο πρώτο μισό της δεκαετίας του '90, αυτή η ερώτηση ήρθε στο μυαλό του Μεξικανού φυσικού Miguel Alcubierre. Εάν αποδειχθεί ότι είναι δυνατό να ληφθεί αρνητική μάζα/ενέργεια, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας «φυσαλίδας» που συμπιέζει τον χώρο ακριβώς μπροστά του και τον επεκτείνει πίσω του, πρότεινε ο επιστήμονας. Η ιδέα ήταν καθαρά θεωρητική και μάλιστα φανταστική. Ακόμα κι αν υπάρχει αρνητική ενέργεια, η μετακίνηση μιας φυσαλίδας διαμέτρου 200 μέτρων θα απαιτούσε ενέργεια ισοδύναμη με τη μάζα του Δία. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, έχουν προταθεί τροποποιήσεις της ιδέας του για τη «φούσκα» συγκρίνοντας τις παραμέτρους των δύο μισών μιας διαιρεμένης δέσμης λέιζερ, το ένα εκ των οποίων εκθέτει σε μια επίδραση θεωρητικά ικανή να κάμψει τον χώρο. Το 2013, σε ένα τέτοιο πείραμα, προέκυψαν σημάδια καμπυλότητας του χώρου - χωρίς καμία ύλη με αρνητική μάζα. Δυστυχώς, τα αποτελέσματα δεν ήταν οριστικά: πάρα πολλές παρεμβολές επηρεάζουν το συμβολόμετρο, η ευαισθησία του οποίου πρέπει να αυξηθεί σημαντικά.

Και μιλώντας για το EmDrive: για να βρει μια εξήγηση για την ανώμαλη ώθηση που δημιουργήθηκε από τον «κάδο», η ομάδα του White πραγματοποίησε ένα πείραμα με την κοιλότητα συντονισμού του EmDrive, περνώντας μια ακτίνα λέιζερ από το συμβολόμετρο του μέσα από αυτό. Οι ερευνητές είπαν ότι η δέσμη χρειάστηκε σίγουρα διαφορετικούς χρόνους για να περάσει μέσα από την κοιλότητα σε ορισμένες περιπτώσεις. Ο ίδιος ο White τείνει να το ερμηνεύσει αυτό ως σημάδι ότι για κάποιο λόγο υπάρχουν μικρές καμπυλότητες του χώρου μέσα στην κοιλότητα, οι οποίες μπορεί να σχετίζονται με κάποιο τρόπο με την ανώμαλη ώθηση του EmDrive.

Οχι εξοδος;

Οποιοσδήποτε κινητήρας για τον οποίο δεν γίνονται βήματα εξέλιξης είναι αδύνατος. Το πρώτο αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσηςπήγε πίσω το 1807, αλλά η έλλειψη ενδιαφέροντος για την εφεύρεση (και μια σειρά από παρόμοιες) οδήγησε στο γεγονός ότι η πλειονότητα του παγκόσμιου πληθυσμού θεωρεί είτε τη Ford είτε την Daimler ως τον εφευρέτη του αυτοκινήτου. Μια παρόμοια ιστορία συνέβη με την ατμομηχανή και τον στρόβιλο, των οποίων όλα τα εξαρτήματα κατασκευάστηκαν κατά τη διάρκεια της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Αν θεωρήσουμε ότι το διαστρικό ταξίδι είναι αδύνατο, αναμφίβολα θα παραμείνει έτσι.

Κι όμως υπάρχει ελπίδα. Οι επαρκώς ασφαλείς πυρηνικοί κινητήρες πυραύλων δοκιμάστηκαν πριν από δεκαετίες, όπως και οι τεχνολογίες πανιών λέιζερ, είναι αρκετά πραγματικές σήμερα - αν υπήρχε η επιθυμία να τους αναλάβουμε. Ίσως θα είμαστε τυχεροί και οι φυσικοί θα ανακαλύψουν νέα φαινόμενα που θα μας επιτρέψουν να επαναλάβουμε την ιστορία της ανακάλυψης της πυρηνικής ενέργειας. Όταν ο Αϊνστάιν είπε στον κόσμο το 1934 ότι «δεν υπάρχει το παραμικρό σημάδι ότι η ατομική ενέργεια θα αξιοποιηθεί ποτέ», ο Λέο Σίλαρντ μόλις ανέπτυζε την ιδέα της πυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης και η εκτόξευση ενός ατομικού αντιδραστήρα βασισμένου σε αυτήν ήταν μόλις οκτώ. χρόνια μακριά.

. Χρησιμοποιείται σε αυτόμαγνητρόνιο δημιουργεί ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ , η ενέργεια των ταλαντώσεων τους συσσωρεύεται μέσααντηχείο υψηλός παράγοντας ποιότητας , και, σύμφωνα με τον συγγραφέα, η ακτινοβολία μετατρέπεται σε ώθηση. Με την πρώτη ματιά, αυτός είναι ένας συνηθισμένος κινητήρας φωτονίων. Δεδομένου ότι υπάρχει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, δείτε το σχέδιο με μετάφραση.
Είναι γνωστό ότι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι επίσης μια ροή σωματιδίων φωτονίων διαφόρων ενεργειών. Τα φωτόνια από το φάσμα των ακτίνων Χ απορροφώνται και ανακλώνται χειρότερα. Είναι σαφές ότι δεν εμπλέκονται εδώ φωτόνια του φάσματος των ακτίνων Χ, επομένως η ανάκλαση και η ανάκλαση των φωτονίων του αόρατου φάσματος είναι παρούσα εδώ. Αλλά όπως αναφέρθηκε, η προκύπτουσα ώθηση δεν ταιριάζει στο πλαίσιο της «θεωρίας φωτονίων». Είναι σημαντικά υψηλότερο από το υπολογισμένο. Ταυτόχρονα, ορισμένοι ερευνητές αρνούνται γενικά τη «θεωρία των φωτονίων». Και έχουμε να κάνουμε με παραβίαση του νόμου διατήρησης της ορμής. Το προτεινόμενο άρθρο θα εκφράζει μια αντίθετη γνώμη σχετικά με τη φύση αυτής της πρόσθετης δύναμης. ΚΑΙ ΝΕΥΡΕΙΑ
(αδράνεια ) (από το λατινικό iners, γεν. case inertis - ανενεργό) στη μηχανική - ιδιότητα των υλικών σωμάτων, που εκδηλώνεται στο ότι το σώμα διατηρεί αναλλοίωτη την κατάσταση της κίνησης ή της ανάπαυσης του σε σχέση με το λεγόμενο.αδρανειακό σύστημα αντίστροφη μέτρηση όταν τελειώσει. οι επιρροές στο σώμα (δυνάμεις) απουσιάζουν ή είναι αμοιβαία ισορροπημένες. Εάν το σώμα επηρεάζεται από μια ανισορροπία. σύστημα δυνάμεων, τότε η ιδιότητα του Ι. αντανακλάται στο ότι η μεταβολήκατάσταση ανάπαυση ή κίνηση ενός σώματος, δηλαδή μια αλλαγή στις ταχύτητες των σημείων του συμβαίνει σταδιακά και όχι στιγμιαία. ενκίνηση Όσο περισσότερο υγρό αυξάνεται το σώμα, τόσο πιο αργά αλλάζει. Το μέτρο ενός Ι.σώματος είναι τουβάρος . Άρα η μάζα είναι ο παρονομαστής στον τύπο για τον υπολογισμό της επιτάχυνσης μέσω της δύναμης (a=F/M) - από την καθαρή φυσική, Η ουσία της ιδέας. Ίσως είναι το σωματικό βάρος που αλλάζει. Δηλαδή, στην πραγματικότητα, έχουμε να κάνουμε με «τεχνολογία μηδενικού βάρους» ή, ακριβέστερα, με μάζα. Για να κατανοήσουμε την ουσία αυτής της τεχνολογίας, ας εμβαθύνουμε στην προτεινόμενη φόρμουλα Πριν ενεργοποιήσετε το EMG, ο κινητήρας έχει μάζα, για παράδειγμα, 100 γραμμάρια. Και μόλις άναψε, η μάζα έγινε διαφορετική. Αλλά ξέχασαν να αφαιρέσουν αυτή την αλλαγή στη φόρμουλα. Δεδομένου ότι θεωρητικά, «τεχνολογίες μηδενικού βάρους ή μάζας» υπάρχουν μόνο στις σελίδες των βιβλίων επιστημονικής φαντασίας. Φυσικά, είναι πολύ δύσκολο να πιστέψουμε σε ένα τέτοιο αποτέλεσμα όπως η ασταθής μάζα. Γιατί να πιστεύουμε ότι παραβιάζεται ο «νόμος διατήρησης της ορμής»;
Δηλαδή, στην πραγματικότητα, οι φυσικοί αντιμετώπισαν όχι μια «μη αντισταθμισμένη δύναμη», αλλά με μια αλλαγή στη μάζα του κινητήρα.
Ας πούμε απλώς, για την καθαρότητα του πειράματος, για να αποδειχθεί ότι η μάζα του κινητήρα EMG μειώνεται πραγματικά, πρέπει να δοκιμαστεί όχι μόνο σε κενό, αλλά και κρεμώντας τον σε πολύ ευαίσθητες κλίμακες.

Σε όλα τα πειράματα κανείς δεν σκέφτηκε να ζυγίσει αυτή τη συσκευή κατά τη λειτουργία της. Ένα απλό διάγραμμα βασισμένο στα αποτελέσματα του πειράματος θα βοηθούσε πολύ.

Ο μεγάλος Νεύτων το δίδαξε ότι αν δούμε κάτι αυτόνομη κίνησητότε ο λόγος είναι η αντιδραστική δύναμη. Εάν βλέπουμε μια δύναμη, παρατηρούμε κάποιο είδος αυτόνομης επιταχυνόμενης δύναμης, τότε αυτή είναι μια αντιδραστική δύναμη. Και μόνο αντιδραστικό. Δείτε τον λεγόμενο νόμο της κίνησης πίδακα: A = F / M A - επιτάχυνση υλικού σημείου. F είναι το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα υλικό σημείο. m είναι η μάζα του υλικού σημείου. Εάν η μάζα είναι σταθερή, τότε η ανιχνευόμενη δύναμη είναι πραγματικά ασυμβίβαστη.

Πειράματα με μάζα. Υπάρχουν λοιπόν γνωστά πειράματα που δείχνουν ότι η μάζα σε ορισμένους Οι συνθήκες φαίνεται να είναι ασυνεπείς. 1. Τα πειράματα του Miroshnichenko. Αναφέρομαι στα πειράματα του Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών Mstislav Miroshnikov. «Μια ανήσυχη μάζα ειρήνης». (ΤΜ. 1988.1). Ο ίδιος Miroshnikov έδειξε ότι το βάρος των σφραγισμένων φιαλών με απεσταγμένο νερό μέσα διαφέρει στο εύρος θερμοκρασίας από 20 έως 100 C. Οι μετρήσεις βάρους πραγματοποιήθηκαν σε θάλαμο κενού για την αποφυγή παρενεργειών. Ήταν αυτός που επιβεβαίωσε την ύπαρξη της επίδρασης της μείωσης του βάρους υπό την επίδραση των θερμικών παλμών ή της κίνησης Brown. Ο Miroshnikov περιγράφει επίσης την επίδραση της αλλαγής βάρους και πίεσης σε δονούμενα μηχανικά συστήματα. 2. Γεννήτρια μηδενικού βάρους A.P. Shchegoleva Έτσι, υπάρχει ένα γνωστό πείραμα με θέρμανση μιας χαλύβδινης σφαίρας, που πραγματοποιήθηκε από τον Α.Π. Shchegolev. Η κεντρική περιοχή μιας χαλύβδινης σφαίρας (r = 50 mm), τοποθετημένη σε κλίμακα ακριβείας, θερμάνθηκε με μια δέσμη λέιζερ μέσω μιας οπής που είχε ανοίξει στο κέντρο της μπάλας. Κατά τη λειτουργία του λέιζερ, το οποίο θέρμαινε τη χαλύβδινη σφαίρα, το βάρος της μπάλας έγινε 200 mg μικρότερο από το αρχικό. Καθώς η μπάλα ψύχθηκε, το βάρος της επανήλθε. Σε ένα πείραμα ελέγχου με την ίδια μπάλα, που θερμάνθηκε σε ηλεκτρικό κλίβανο και μεταφέρθηκε σε ζυγαριά για να κρυώσει, δεν καταγράφηκε καμία αλλαγή στο βάρος. Η αλλαγή στο βάρος της χαλύβδινης σφαίρας εξηγείται από την εμφάνιση μιας ροής ενέργειας που κατευθύνεται από το κέντρο προς την επιφάνεια της μπάλας: η ροή της θερμικής ενέργειας μείωσε τη βαρυτική ροή προς το κέντροστην μπάλα. Ως αποτέλεσμα της υπέρθεσης αντίθετων ενεργειακών ροών, το βάρος της χαλύβδινης σφαίρας μειώθηκε». Φυσικά, αυτό το πείραμα πρέπει να γίνει στο κενό. Επειδή ζεστός αέραςρέει γύρω από την μπάλα με τον ίδιο τρόπο που η φωτιά «ρέει γύρω από» το κεφάλι ενός αναμμένου σπίρτου και αυτή η ανοδική ροή μπορεί κάλλιστα να ελαφρύνει το βάρος της μπάλας μεταφέροντάς την μακριά είναι προς τα πάνω λόγω της αλληλεπίδρασης της κάτω και πλευρικής επιφάνειας της μπάλας με τις ανοδικές ροές ζεστός αέρας. Αλλά ο Miroshnichenko μόλις έκανε πειράματα με φιάλες στο κενό. 3. Πειράματα του Kunyavsky-Shabetnikov. Αποδεικνύεται λοιπόν ότι η επίδραση της μείωσης του βάρους παρατηρείται και με τους ηλεκτρικούς παλμούς. Έργα ενός μηχανικού από τη Μόσχα Yuri Kunyansky. Σύμφωνα με τον συγγραφέα, σε πειράματα αγωγοί υπό την επίδραση της σταθεράς ηλεκτρομαγνητικό πεδίο«ζυγισμένο» στο κενό κατά 0,3 - 0,4%, το οποίο ως προς την «ώθηση» του σχεδιασμένου «αντιβαρυτικού κινητήρα» ήταν 4 g επιτυχίες, ο Kunyansky πίστευε ότι εάν πιεστεί περαιτέρω με την τρέχουσα δύναμη, τότε αυτό το ποσοστό θα μπορούσε να αυξηθεί σε επίπεδο 3 - 5% του συνολικού βάρους του "επίπεδου βαρύτητας". Επίσης, το φαινόμενο της μείωσης του βάρους ενός αγωγού στο βαρυτικό πεδίο της Γης όταν το διαπερνά ένα συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα, ανάλογο της ισχύος του ρεύματος, ανακάλυψε και ο V. Shabetnikov. . Τι κοινό; Ας αναλύσουμε τι ενώνει όλες αυτές τις εμπειρίες, συμπεριλαμβανομένου του προγράμματος οδήγησης EM; Ας ξεκινήσουμε με πειράματα με φιάλες στο κενό. Ναι, όλα τα σώματα στο κενό αρχίζουν να ακτινοβολούν έντονα, κύματα υπερύθρων ή φωτόνια του θερμικού φάσματος. Είναι γνωστό ότι η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία στο κενό είναι ανάλογη με το εμβαδόν της επιφάνειας και, σύμφωνα με το νόμο Stefan-Boltzmann, με την τέταρτη δύναμη της θερμοκρασίας του. Η μπάλα εκπέμπει IR κύματα. Οι φιάλες εκπέμπουν υπέρυθρα κύματα. Και συμπεριλαμβανομένων των καλωδίων σε πειράματα με ηλεκτροπληξίαεκπέμπουν επίσης υπέρυθρα κύματα. Και καθώς το ρεύμα αυξάνεται, η ένταση θέρμανσης και ακτινοβολίας μόνο αυξάνονται. Και ο κινητήρας EMG ζεσταίνεται επίσης. Αυτός είναι ο λόγος, όλες αυτές οι συσκευές αρχίζουν να εκπέμπουν κύματα υπερύθρων. Και τα σώματα που εκπέμπουν IR κύματα έχουν ασταθή μάζα. Τόσο για την τεχνολογία «μηδενικής μάζας». Όσο περισσότερο EM θα θερμαίνεται ο κινητήρας και θα εκπέμπει κύματα υπερύθρων, τόσοΗ μάζα του είναι μικρότερη, που σημαίνει σύμφωνα με τον τύπο (a=F/M) Θα έχουμε μια ασυνήθιστα υψηλή ώθηση η οποία δεν θα μπει στους υπολογισμούς αν δεν λάβουμε υπόψη τη μείωση της μάζας του κινητήρα EM. Όταν εκπέμπουν IR κύματα. Επίλογος. Δηλαδή, μπορούμε να γενικεύσουμε ότι ο κινητήρας EM δεν παρέχει καμία «μη αντισταθμισμένη δύναμη». Οι επιστήμονες απλώς αντιμετώπισαν το «φαινόμενο μηδενικής μάζας».Προκαλείται από έντονη ακτινοβολία υπέρυθρων κυμάτωνΈχουμε να κάνουμε με τις απαρχές των «τεχνολογιών μηδενικής μάζας» και ο νόμος της διατήρησης της ορμής παραμένει αμετάβλητος στη δεκαετία του '50, υπήρχε ακόμη και μια τέτοια κατεύθυνση - συσκευές μέτρησης ισχύος μικροκυμάτων που βασίζονται σε πανδομοτοκίνητα - μια «κουρτίνα» από. χαλαζία, ο οποίος «εκτρέπεται» από τη ροή μικροκυμάτων. Στις μέρες μας έχει υιοθετηθεί μια θερμιδομετρική (με θέρμανση του φορτίου) μέθοδος μέτρησης της ισχύος και στη συνέχεια δημιουργήθηκαν ακόμη και τέτοιες συσκευές με κουρτίνες. Κάθε τι νέο είναι ξεχασμένο παλιό. Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να καλύψετε τον σωλήνα στον οποίο εισέρχεται η ακτινοβολία μικροκυμάτων με χαλαζία και η ώθηση θα γίνει ακόμα πιο αισθητή. Βιβλιογραφία 1. Κβαντικές διακυμάνσεις κενού που χρησιμοποιούνται σε κινητήρα χωρίς προωθητικό Δοκιμασμένο από τη NASA http://peswiki.com/index.php/Directory:Emdrive_%28Electromagnetic_Space_Drive%29 2..shtml