Edukad kosmoseuuringud nõuavad inimkonnalt pidevalt uute tehnoloogiate uurimist ja avastamist, mis võimaldaks meil omada võimsamaid seadmeid ja luua meeskonna elu toetavaid süsteeme edasisteks kosmoselendudeks. Üks selline revolutsiooniline tehnoloogia võib olla hüpoteetiline EmDrive elektromagnetmootor, mida kuni viimase ajani peeti võimatuks. NASA avaldas aga 2016. aastal mootoriga tehtud uuringute ja katsete tulemused, mis tõestavad selle funktsionaalsust. Ameerika kosmoseagentuuri järgmiseks sammuks selle probleemi uurimisel on EmDrive mootoriga katsete tegemine avakosmoses.

Aga alustame järjekorras

Kõigepealt vaatleme lühidalt tavalise rakettmootori tööpõhimõtet. On kolm kõige populaarsemat tüüpi rakettmootoreid:

• Keemiline on kõige levinum rakettmootori tüüp. Selle tööpõhimõte on järgmine: sõltuvalt kütuse agregatsiooni olekust (tahke raketikütus või vedelmootor) segatakse oksüdeerija ühel või teisel viisil kütusega, moodustades kütuse. Pärast keemilist reaktsiooni kütus põleb, jättes maha põlemissaadused - kiiresti paisuv kuumutatud gaas. Selle gaasi juga väljub raketi düüsist, moodustades nn "töövedeliku", mis on sama "tuline" joa, mida näeme sageli näiteks telesaadetes või filmides.
• Tuumaaparaat on mootoritüüp, milles gaasi (näiteks vesinikku või ammoniaaki) kuumutatakse tuumareaktsioonidest (tuuma lõhustumisest või termotuumasünteesist) energia saamiseks.
• Elektriline – mootor, milles gaasi soojendatakse elektrienergia abil. Näiteks sellise mootori termiline tüüp soojendab gaasi (töövedelikku) kütteelemendi abil, staatiline tüüp aga kiirendab gaasiosakeste liikumist elektrostaatilise välja abil.

Reaktiivmootori kokkupanek

Sellise mootori korpus peab koosnema mittetarbivast metallist.

Sõltumata mootoritüübi valikust nõuab selle töö muljetavaldavat kütusevaru, mis muudab kosmoselaeva oluliselt raskemaks ja nõuab rohkem jõudu samast mootorist.

EmDrive mootor – mis see on ja kuidas see töötab?

2001. aastal tegi Briti insener Roger Scheuer ettepaneku uut tüüpi elektrimootor, mille põhimõte erineb põhimõtteliselt eespool loetletud mootorite tööpõhimõttest.

Disain on suletud metallkamber (resonaator) kärbikoonuse kujul (midagi kaanega ämbri taolist), millel on teatav mikrolainekiirguse peegeldusvõime. Koonusega ühendatud magnetron tekitab mikrolainealas elektromagnetkiirgust, mis siseneb resonaatorisse ja tekitab seal nn seisulaine. Resonantsi tõttu suureneb mikrolainete vibratsioonienergia.

Nagu teate, avaldab valgus ehk elektromagnetkiirgus pinnale survet. Kambri ühele küljele ahenemise tõttu on mikrolainete rõhk kärbikoonuse väiksemale alusele väiksem kui suuremale alusele. Kui vaadelda kaamerat suletud süsteemina, siis ülalkirjeldatud efekti tulemuseks on vaid koormus kaamera materjalile ja rohkem selle ühele poolele. Küll aga kontseptsiooni looja EmDrive mootor väidab, et see süsteem on avatud elektromagnetilise kiirguse maksimaalse liikumiskiiruse ("valguse kiiruse") tõttu.

Sellise mootori füüsiline tööpõhimõte pole täielikult selge. Roger Scheuer on veendunud, et tuntud Newtoni mehaanika raames on selle tehnoloogia selgitused võimalikud. Tõenäoliselt läheb mikrolainekiirguse peegelduvuse tõttu kambris mingi väike osa kiirgusest väljapoole, resonaatorist kaugemale, mis muudab süsteemi avatuks. Samas toimub kärbikoonuse suurema aluse külje kiirguse väljund suuremal määral tänu suuremale aluspinnale. Siis on tekkiv mikrolainekiirgus töövedeliku analoog, mis tekitab tõukejõu, liigutades kosmoselaeva kiirgavatest mikrolainetest vastupidises suunas.

Samal ajal viitavad NASA teadlased, et mootori tegelik tegevus peitub palju sügavamal, kvantmehaanikas, üldises relatiivsusteoorias, mille kohaselt süsteem on avatud. Teooriat nii palju kui võimalik lihtsustades võib öelda, et osakesed võivad kaduda ja sündida aegruumi suletud ahelas.

Mootori rakendamise võimalust sarnase meetodi abil hindasid mitmed teadusorganisatsioonid, sealhulgas NASA.

Eksperimentaalsed tulemused

15 aasta jooksul viidi läbi palju katseid. Ja kuigi enamiku tulemused kinnitasid mootorikontseptsiooni funktsionaalsust, erines sõltumatute ekspertide arvamus katsetajate arvamusest. Peamine põhjus katsete tulemuste ümberlükkamine on eksperimendi vale seadistamise ja teostamise fakt.

Lõpuks on Ameerika kosmoseagentuur, kellel on piisavalt ressursse, et luua eksperiment, mis suudab teha lõpliku otsuse, asunud uurima EmDrive'i mootorit. Nimelt NASA eksperimentaallabor - Eagleworks, kus konstrueeriti EmDrive mootori prototüüp. Mootor asetati vaakumisse, kus igasugune termiline konvektsioon oli välistatud, ja selgus, et prototüüp oli tõepoolest võimeline tekitama tõukejõudu. NASA hiljutise raporti kohaselt suutis labor saada tõukejõu võimsusteguriga 1,2 ± 0,1 mN/kW. See näitaja on endiselt oluliselt madalam tänapäeval kasutatavate rakettmootorite võimsusest, kuid umbes sada korda suurem footonmootorite ja päikesepurjede võimsusest.

Katse raporti avaldamisega on katse mootoriga maapealsetes tingimustes ilmselt lõppenud. NASA plaanib EmDrive'iga kosmoses täiendavaid katseid läbi viia.

Rakendus

Sellise mootori olemasolu inimkonna käes avardab oluliselt kosmoseuuringute võimalusi. Suhteliselt väikeselt alustades vähendaks ISS-ile paigaldatud EmDrive oluliselt jaama kütusevarusid. See pikendaks jaama eluiga ning vähendaks oluliselt kütuse kohaletoimetamise lastiülesandeid. Sellest tulenevalt vähendatakse missioonide rahastamist ja jaama tegevuse toetamist.

Kui arvestada tavalist geostatsionaarset satelliiti, millele see paigaldatakse see mootor, siis seadme mass väheneb rohkem kui poole võrra. Samamoodi mõjutab EmDrive'i olemasolu mehitatud kosmoselaeva, mis liigub märgatavalt kiiremini.

Kui teha tööd ka mootori võimsuse kallal, siis arvutuste kohaselt võimaldab EmDrive’i potentsiaal toimetada kohale kuus astronauti ja veidi tehnikat ning seejärel umbes 4 tunni pärast Maale naasta. Samamoodi kestab sarnase tehnoloogiaga lend Marsile paar kuud. Lend Pluutole kestab umbes kaks aastat. Muide, New Horizonsi jaamas kulus selle valmimiseks 9 aastat.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et EmDrive tehnoloogia suudab kiirust oluliselt suurendada kosmoselaevad, säästa nii seadmete töö kui ka kütuse pealt. Lisaks võimaldab see mootor inimkonnal sooritada neid kosmosemissioone, mis seni olid võimalikkuse piiril.

Teadmiste ökoloogia Teadus ja tehnoloogia: EmDrive kuulub hüpoteetiliste masinate kategooriasse, mis kasutavad oma töös „RF traction cavity resonator“ mudelit kärbitud koonus, mis seejärel peegeldub selle tagaseintelt, möödudes joa tõukejõud aparaat.

Isegi kui sa ei ole huvitatud tõukejõusüsteemid kosmoselaevade jaoks olete ilmselt kuulnud EmDrive seadmest. Mootor ilmub sageli pealkirjades, milles kirjeldatakse seda kui revolutsioonilist tehnoloogiat, mis võib muuta tähtedevahelise reisimise, lühendada kriitiliselt reisimise aegu planeetide vahel nii päikesesüsteemi sees kui ka väljaspool ja muuta inimkonna kauaaegne unistus juurdepääsetavast kosmosest reaalsuseks.

Need on üsna valjud ja ambitsioonikad avaldused ning omal ajal ütles suur astrofüüsik ja kosmoloog, eksobioloogia valdkonna teerajaja Carl Sagan selliseid asju kommenteerides, et "erakorralised avaldused nõuavad erakordseid tõendeid." Sellest juhindudes püüame selgitada, mis see sensatsiooniline EmDrive tegelikult on ja kas see tõesti on võtmetehnoloogia, mis võimaldab inimestel vallutada kaugeid tähti.

Niisiis, proovisime ühes lühikeses artiklis visandada kõike, mida peate teadma "võimatu" mootori kohta, lähme.

MIS ON EMDRIVE?

EmDrive on salapärane mootor. Esmakordselt tutvustas seda tehnoloogiat 2001. aastal kosmoseinsener Roger Shawyer ja seda võib kirjeldada kui "kütuseta rakettmootorit" selles mõttes, et see ei vaja kütust traditsioonilises mõttes. Kui pardal ei ole palju kütust, muutub kosmoselaev kergemaks, kergemini liigutatavaks ja teoreetiliselt palju odavamaks. Lisaks saavutab hüpoteetiline mootor uskumatuid tulemusi suured kiirused: Astronaudid saavad reisida Päikesesüsteemi äärealadele vaid mõne kuu pärast.

Asi on selles, et liikumise kontseptsioon ilma massi reaktiivse vabanemiseta "ei sobitu" Newtoni impulsi jäävuse seadusega, mis ütleb, et suletud süsteemis jäävad lineaar- ja nurkimpulss konstantseks, sõltumata selles toimuvatest muutustest. süsteem. Lihtsamalt öeldes, kui kehale ei rakendata välist jõudu, on võimatu seda oma kohalt liigutada.

Salapärane elektromagnetiline mootor, mis loob tõukejõu ilma reaktiivsete protsessideta, rikub ka Newtoni kolmandat (mitte vähem fundamentaalset) seadust: "Iga tegevuse jaoks on alati võrdne ja vastupidine reaktsioon." Kuidas siis toimub "tegevus" (kosmoselaeva reaktiivjõud) ilma "reaktsioonita" (kütuse põlemine ja reaktiivmassi väljapaiskumine) ja kuidas see üldse võimalik on? Kui süsteem töötab, tähendab see, et sellega on seotud tundmatu iseloomuga jõud või nähtused või on meie arusaam füüsikaseadustest täiesti vale.

KUIDAS EMDRIVE TÖÖTAB

Jättes mõneks ajaks kõrvale tehnoloogia füüsilise "võimatuse", määratleme, mis see on. Niisiis kuulub EmDrive hüpoteetiliste masinate kategooriasse, mis kasutavad oma töös RF-resonantsi õõnestõukuri mudelit. Sellised seadmed töötavad magnetroni abil, mis kiirgab suletud metallkambrisse tüvikoonuse kujul mikrolaineid, mis seejärel peegelduvad selle tagaseinalt, edastades seadmele joa tõukejõu. Jällegi, tavakeeles, keha lihtsalt “tõukab” endast eemale (kui rumalad olid need inimesed, kes ei uskunud parun Münchausenit, kui too rääkis, kuidas ta end juustest mülkast välja tõmbas).

See tõukejõu põhimõte erineb põhimõtteliselt sellest, mida kasutavad tänapäevased kosmoselaevad, mis põletavad tohutul hulgal kütust, et toota energiat, mis tõstab massiivseid sõidukeid taevasse. Üheks metafooriks, mis paljastab sellise tehnoloogia “võimatuse” olemuse, võib olla ka oletus, et käivitamata auto salongis istuv juht suudab selle paigalt liigutada – lihtsalt korralikult roolile vajutades.

Kuigi eksperimentaalsete prototüüpidega on tehtud mitmeid edukaid katseid – väga väikese energiaeraldusega, suurusjärgus mõnikümmend mikronit (väikese mündi kaal) – ei ole ühegi uuringu tulemusi avaldatud üheski eelretsenseeritud ajakirjas. ajakiri. See tähendab, et igasse positiivsesse tulemusse tuleb suhtuda terve skepsisega, mis lubab, et registreeritud tõukejõud võib olla arvestamata jõud või varustusviga.

Kuni tehnoloogia pole saanud vastavat teaduslikku kinnitust, oleks loogiline eeldada, et EmDrive tegelikult ei tööta. Siiski on palju inimesi, kes on eksperimentaalselt tõestanud, et "võimatu" elektromagnetiline mootor töötab endiselt:

Aastal 2001 2009. aastal sai Scheuer Briti valitsuselt 45 000 naela suuruse toetuse EmDrive'i testimiseks. Ta nentis, et katsete käigus saadi tõukejõud 0,016 N ja selleks kulus 850 W energiat, kuid ükski eksperthinnang tulemust ei kinnitanud. Pealegi olid numbrid nii väikesed, et võisid kergesti mõõtmisvea üle minna.

2008. aastal aastal kinnitas Loode-Polütehnilise Ülikooli Hiina teadlaste rühm eesotsas Yang Juaniga nende sõnul elektromagnetresonantsi abil tõukejõu loomise tehnoloogia elujõulisust ja töötas hiljem välja oma mootori töömudeli. Aastatel 2012–2014 viidi läbi mitmeid edukaid katseid, mille käigus suudeti 2500 vatti energiat kasutades saada 750 millinewtonni tõukejõudu.

AASTAL 2014 Tänavu katsetasid NASA teadlased oma EmDrive mudelit ning katsetused toimusid samuti vaakumtingimustes. Ja jälle teatasid teadlased edukast katsest (nad registreerisid tõukejõu 100 μN), mille tulemusi jällegi ei kinnitatud sõltumatud eksperdid. Samal ajal suhtus teine ​​kosmoseagentuuri teadlaste rühm kolleegide töösse väga skeptiliselt – nad ei suutnud aga tehnoloogia võimalikkust ümber lükata ega kinnitada, kutsudes üles põhjalikumale uurimistööle.

2015. aastal 2009. aastal katsetas sama NASA rühm keemiainsener Guido Fetta loodud Cannae Drive mootori teist versiooni (endine Q-drive) ja teatas positiivsetest tulemustest. Peaaegu samal ajal avaldasid Saksa teadlased Dresdeni Tehnikaülikoolist ka tulemused, milles nad kinnitasid ennustatavalt "võimatu" tõukejõu olemasolu.

Ja juba 2015 aasta lõpus, kinnitas Eagleworksi grupi (Johnsoni kosmosekeskus) teine ​​NASA eksperiment lõpuks tehnoloogia elujõulisust. Testimine viidi läbi, võttes arvesse varasemaid vigu ja sellegipoolest olid tulemused positiivsed - EmDrive mootor tekitab veojõu. Samas tunnistavad teadlased, et avastatud on uusi arvestamata tegureid, millest üks võib olla soojuspaisumine, mis seadet vaakumtingimustes oluliselt mõjutab. Olenemata sellest, kas töö suunatakse eksperthinnangusse või mitte, näitavad Ohio osariigis Clevelandis asuvas Glenni uurimiskeskuses Laboratories. reaktiivmootor NASA ja Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika labor on kindlad, et katseid tasub jätkata.

MIS EMDRIVE MEILE SÄRAB

Üldiselt on teadusringkonnad väga ettevaatlikud kõige suhtes, mis on seotud EmDrive'i ja üldiselt elektromagnetresonants-õõnsusmootoritega. Kuid teisest küljest tekitab selline uuringute hulk mitmeid küsimusi. Miks on tehnoloogia vastu nii suur huvi ja miks nii paljud inimesed tahavad seda katsetada? Mida on nii atraktiivse kontseptsiooniga mootoril tegelikult pakkuda?

Alates mitmesugustest atmosfäärisatelliitidest kuni turvalisemate ja tõhusamate autodeni - sellised lai ulatus uue seadme jaoks ennustatakse rakendusi. Kuid selle rakendamise peamine, tõeliselt revolutsiooniline tagajärg on kujuteldamatud horisondid, mis avanevad kosmosereisidele.

Potentsiaalselt pääseb EmDrive mootoriga laev Kuule vaid mõne tunniga, Marsile 2-3 kuuga ja Pluutole umbes 2 aastaga (võrdluseks: New Horizonsi sond kulutas Pluutoni jõudmiseks üle 9 aasta aastat). Need on üsna kõlavad väited, aga kui selgub, et tehnoloogial on reaalne alus, siis need numbrid nii ulmelised ei ole. Ja see võtab arvesse asjaolu, et pole vaja transportida tonni kütust, kosmoselaevade tootmine muutub lihtsamaks ning need ise on palju kergemad ja palju odavamad.

NASA ja sarnaste organisatsioonide, sealhulgas paljude erasektori kosmosekorporatsioonide jaoks, nagu SpaceX või Virgin Galactic, on kerge ja taskukohane laev, mis suudab kiiresti jõuda päikesesüsteemi kaugeimatesse nurkadesse, midagi, millest võib vaid unistada. Tehnoloogia rakendamiseks peab teadus siiski kõvasti tööd tegema.

Samal ajal usub Scheuer kindlalt, et EmDrive toimimise selgitamiseks pole vaja pseudoteaduslikke ega kvantteooriaid. Vastupidi, ta on kindel, et tehnoloogia ei lähe kaugemale Newtoni mehaanika praegusest mudelist. Oma sõnade toetuseks kirjutas ta mitu artiklit, millest üks on praegu läbivaatamisel. Dokument avaldatakse eeldatavasti sel aastal. Tema varasemaid töid on aga kritiseeritud ebakorrektsete ja ebajärjekindlate teadusuuringute pärast.

Hoolimata nõudmisest, et mootor töötaks kehtivate füüsikaseaduste kohaselt, suudab Scheuer EmDrive'i kohta ka metsikuid oletusi teha. Näiteks väitis ta, et uus mootor töötab lõimevälja tõttu ja seetõttu olid NASA viimased tulemused edukad. Need leiud on võrgukogukonnas palju tähelepanu äratanud. Tänapäeval aga puuduvad veel läbipaistvad ja avatud toetavad andmed ning selleks, et tehnoloogia ametlik teaduse poolt aktsepteeritaks, on vaja läbi viia rohkem kui üks süvauuring.

Armaghi planetaariumi töötaja Colin Johnston kirjutas, milles kritiseeris EmDrive'i ja paljude tehtud katsete ebaselgeid tulemusi. Lisaks töötas Discovery Corey S. Powell välja oma EmDrive ja Cannae Drive mootorite jaoks, täpselt nagu NASA teadusuuringute jaoks. Matemaatika ja füüsika professor John S. Baez üldiselt nimetas kontseptsiooni See tehnoloogia on "nonsenss" ja selle järeldused peegeldavad paljude teadlaste tundeid.

EmDrive mootori võtsid paljud vastu entusiastlikult, sealhulgas veebisait NASASpaceFlight.com, mis postitas teavet viimaste Eagleworksi katsete kohta, ja populaarne ajakiri New Scientist, mis kirjutas positiivse ja optimistliku ülevaate elektromagnetmootorist, milles aga see ei unustanud mainida vajadust esitada selliste vastuoluliste küsimuste jaoks vajalikke täiendavaid fakte. Lisaks hakkasid entusiastid kogu maailmast ehitama oma "tundmatu päritoluga" tõukejõuga mootorimudeleid, mille pakkus välja Rumeenia insener Iulian Berca.

Enne lõplike järelduste tegemist on oluline meeles pidada, et füüsika välistab põhimõtteliselt igasuguse tõukejõu ilmnemise EmDrive'is ja sarnastes seadmetes. Tõeliselt end tõestanud elektromagnetlainemootorite tööversioonid võivad aga avada seninägematuid võimalusi nii kosmose- kui ka maatranspordi jaoks ning muuta revolutsiooni. kaasaegne teadus pea alaspidi. Vahepeal kaldub enamik teadlasi liigitama EmDrive'i ulmeks. avaldatud

Valguse kiirusega reisimine võib olla võimalik tänu juhuslikule avastusele, kuid teadlased hoiatavad, et ei tohi veel erutuda võimalikust nädalasest reisist tähe Alpha Centauri juurde. Varem võimatuna tundunud uut mootoritehnoloogiat on edukalt katsetatud juba kolmandat korda.

Amatöör- ja elukutselised füüsikud arutasid katse tulemusi veebis, kuigi ametlikke kommentaare pole nad veel teinud.

Sellise mootori kasutamine ei piirdu ainult valguse kiirust ületava kiirusega sõitmisega. Tehnoloogia välistab vajaduse kasutada raketikütust kell , mis on nüüd vajalik perioodiliseks kiirenduseks, mis säilitab ISS-i orbitaaltrajektoori. Asendamine traditsiooniline süsteem raketikütus tavapärasel geostatsionaarsel satelliidil vähendab kosmosesse saadetud objekti massi 3 tonnilt 1,3 tonnile ja vähendab seeläbi oluliselt finantskulusid.

Tehtavad katsed on veel väga kaugel tegelikust kosmoselaevadel rakendamisest, kuid ühel päeval võib järgmine Star Treki tehnoloogia saada meie elu lahutamatuks osaks.

Tundmatu tööpõhimõttega mootori EmDrive sõltumatud testid, mis näisid kinnitavat selle "anomaaalse" tõukejõu olemasolu, lõppesid taas teadusringkondade äärmiselt kriitiliste ülevaadetega. Asi on jõudnud selleni, et mõned teoreetilised füüsikud teevad ettepaneku katse tulemusi üldse mitte arvestada, kuna neil "ei ole selget teoreetilist seletust". Lenta.ru otsustas välja mõelda, miks see nii juhtub ja milliseid muid ebatavalisi transpordivahendeid kosmoses on inimkond oma ajaloo jooksul välja mõelnud.

EmDrive

Tähtedevaheline reisimine tehnoloogia praeguse seisuga on võimatu – ütleb füüsika ise oma impulsi jäävuse seadusega. Kui parafraseerida kuulsat tegelast, tuleb millegi vajaliku kiirendamiseks esmalt visata midagi ebavajalikku vastupidises suunas – näiteks raketikütus, mida ei saa säästa reisiks Päikesesüsteemi piiridest kaugemale.

Sellest ummikseisust väljumiseks teatavad kosmoseuuringute entusiastid perioodiliselt sellistest seadmetest nagu EmDrive mootor – mis meile lubatakse, et kiiruse suurendamiseks ei ole vaja kütust vabastada. Välimuselt on hüpoteetiline mootor ämber, mille sees on magnetron (mikrolainegeneraator, nagu mikrolaineahjus). Kuna mikrolained ämbrist välja ei tule, tähendab see leiutajate sõnul, et materjali ei paisku välja, “ämber” aga ise tekitab tõukejõu, mida on katsetes fikseeritud aastast 2002 kuni tänapäevani. Veelgi enam, üks selline katse viidi läbi NASA-s, teise viis hiljuti läbi Dresdeni tehnikaülikooli Saksa lennundustehnika instituudi juht Martin Tajmar. Vaevalt saab mõlemat asutust teadusfriikide varjupaigaks nimetada – ehk on EmDrive’i anomaalse tõukejõu taga midagi?

Nende vastaseid see aga ei häiri. Mõned, nagu Sean Carroll California Tehnoloogiainstituudist, iseloomustavad EmDrive'i lihtsalt sõnadega, mida venekeelses meedias korrata ei saa. Vaoshoitumad väljendavad sama mõtet erinevalt: EmDrive rikub impulsi jäävuse seadust. Ja Eric W. Davis Austini (USA) Kõrgemate Uuringute Instituudist lisab: isegi kui tõukejõud oleks tegelikult loodud, kuid nagu testides tuvastataks seda vaid kümnetes mikronjuutonites, pole kosmosetööstuses töötavad spetsialistid „huvitatud üldse uutes meetodites.

Siinkohal tuleb märkida, et see viimane väide on üsna riskantne. Mainitud NASA katsete järgi oli registreeritud tõukejõud 0,4 njuutonit kilovati kohta – ja vaatamata sellele, et see näitaja on tõesti tühine, toimetaks selliste parameetritega mootor New Horizonsi Pluutole nõutava kümnendi asemel pooleteise aastaga. praktikas. Teisisõnu, tõeliselt pikamaalendude puhul on olukord "huvitusetusest" äärmiselt kaugel.

Pilt: M. Tajmar ja G. Fiedler / Lennundustehnika instituut, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Saksamaa

Keerulisem küsimus on selles, kas EmDrive ka tegelikult töötab või on katsetesse “registreeritud” olematu tõukejõud. Martin Tajmar on tunnustatud "müüdimurdja", eksperimentalist, kes on läbi viinud mitmeid "anomaaliaid" katseid, leides nende kõrvalekallete allikad raskesti tuvastatavatest mõõtmisvigadest. Seekord kasutas ta torsioonbilanssi ja viis katse ise läbi sügavas vaakumis, et välistada õhukonvektsiooni mõju. Kõik see ei aidanud ebanormaalset iha eemaldada.

Vastased pole aga skeptilisust kaotanud. Asjaolu, et tõukejõud ei kadunud kohe pärast EmDrive väljalülitamist, võib viidata sellele, et jutt käib mingist salvestusseadmete näitu mõjutavast soojusefektist. Tuleb märkida, et Tajmar kirjeldab oma töös üksikasjalikult termokaitse ja magnetvarjestuse meetmeid, mida tema kriitikud (kes on teoreetilised füüsikud) mingil põhjusel ei märka.

Kõige häirivam on Eric Davise tees, et Tajmari tööd "ei aktsepteerita eelretsenseeritud ajakirjades" lihtsalt seetõttu, et see ei paku teoreetilist mehhanismi, mis võiks seletada täheldatud anomaalset tõukejõudu. Ilmselgelt on Davis teadlik sellest, kuidas Michelson ja Morley 19. sajandi ajakirjas American Journal of Science eksperimenti kirjeldasid, pakkumata välja ühtset teoreetilist mehhanismi, mis seda seletaks. Kui ajakiri oleks siis võtnud Davise seisukoha, poleks kõige olulisema eksperimendi tulemusi, mis põhjustas eetri teooria kriisi ja lõpuks relatiivsusteooria esilekerkimise, lihtsalt avaldamata. Beeta-lagunemise katsed aastatel 1914-1930 rikkusid formaalselt täielikult energia jäävuse seadust, kuid on raske ette kujutada, kuidas üks tolleaegsetest füüsikutest ütles: "Selle kohta ei jõua andmed eelretsenseeritavatesse ajakirjadesse, sest see pole nii. seletas teoreetiliselt."

Pilt: M. Tajmar ja G. Fiedler / Lennundustehnika instituut, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Saksamaa

Jällegi tähendab EmDrive'i tõukejõu teoreetilise seletuse puudumine seda, et see tõenäoliselt ei tööta - vähemalt mitte nii, nagu selle looja Roger Shawyer seda kirjeldab. Kuid Davise seisukoht, mis taandub väitele: "Te ei tohiks katsetele aega raisata, kui neil pole teoreetilist seletust", on teadlase jaoks kahtlemata ebatavaline.

Tuumarakettid ja lambipirnid

EmDrive pole aga ainus, kes üritab kosmoselende põhimõtteliselt uuele tasemele viia. Lõpuks ületas kiireim inimeste lennutatud kosmoselaev Helios-2 napilt 70 kilomeetrit sekundis. Sellise kiirusega lendab tähtede juurde tuhandeid aastaid, mis teeb selle praktiliseks.

Esimene tõsine katse keemiarakettide kiirust ületada tehti Ameerika Orioni projektis juba 1950. aastatel. Selle raames tehti ettepanek plahvatada väikesed vesinikupommid umbes saja meetri kaugusel kosmoselaeva ahtri põrutusplaadi taga. Selleks kaeti plaat õhukese kihiga grafiitmääre, mis plahvatuse järel aurustus, kuid ei lasknud laeval üle kuumeneda. “Kaetud” kirjutasime mitte juhuslikult: sellisel plahvatus-impulsslennul tehti lisaks arvutustele ka katseid, küll tavaliste lõhkeainete abil:

Orioni põhiprobleem on ilmne: see oleks õhkutõusmisel põhjustanud radioaktiivse sademe. Muidugi sai seda kosmoses kokku panna ja saata ainult pikad reisid. Freeman Dysoni 1960. aastatel tehtud arvutuste kohaselt võib mehitamata Orion jõuda Alpha Centaurini 133 aastaga – kuid see maksaks mitusada miljardit dollarit.

Pärast Orioni kokkuvarisemist tekkis USA ja NSV Liidu teadlastel veel üks idee: termotuumaplahvatuste asemel kasutage tavalist tuumareaktorit, mis soojendab vesinikku 2-3 tuhande kraadini. Enamik tõhus mootor seda tüüpi Nõukogude RD-0410 katsetati Kasahstanis ja põhimõtteliselt võimaldas see kosmoselaeva suhteliselt puhta tuumalaskmise Maalt. Kuna uraanist saab eraldada palju rohkem energiat kui keemilistest kütustest, siis teoreetiliselt võimaldasid sellised kiirendusvahendid sooritada mehitatud lennu Marsile (“Mars-94”).

Samuti on tekkinud konkureeriv kontseptsioon - nn "tuumapirn". Selles oli reaktori südamik kaetud kvartskestaga, mille kaudu kiirgus soojendas gaasi mootori tööpiirkonnas 25 tuhande kraadini. Sellel temperatuuril kiirgab reaktori südamik ultraviolettkiirgust, mille jaoks kvarts on läbipaistev, mis takistas selle ülekuumenemist. Tekkivast keerisest kaasa haaratud kuumutatud gaas ei oleks omakorda tohtinud mootori kesta üle kuumeneda. Edendamine Töötemperatuur parandas dramaatiliselt kõiki mootori parameetreid suurusjärgu võrra - kuid NSV Liidu ajal ei jõudnud asi kontseptsiooni väljatöötamisest kaugemale ja pärast seda kaotas see täielikult igasuguse rahastamise väljavaated.

Pilt: NASA

Tuumapirn näib aga olevat väga realistlik disain, mis suudab olemasoleva tehnoloogia abil saavutada massiivsete kosmoselaevade suure kiiruse. Paraku on selle tõukejõud kiireks planeetidevaheliseks reisimiseks hea, kuid tähtedevaheliste lendude jaoks üsna nõrk.

Lennud ilma kütuseta

150 aastat tagasi, pärast seda, kui Maxwell kirjeldas valguse olemust, pakkus Jules Verne, et tähtedevaheliseks reisimiseks sobiks kõige paremini valgust peegeldav puri – siis kiirendaksid laeva kütuse asemel hoopis footonid. Lähima tähe süsteemi jõudes pidurdab sama puri seda ka ilma kütuseta.

Tehniliselt piirab projekti üks tegur: valguslähedase kiirusega laeval peavad olema kümnete ruutkilomeetrite suurused purjed, mis ei tohi kaaluda rohkem kui 0,1 grammi ruutmeetri kohta, mida on praktikas äärmiselt raske teostada.

Kuid juba 1970. aastatel pakuti välja nn laserpuri: palju väiksem reflektor, mida kiirendab Maa-lähedaselt orbiidilt pärit laserkiirgur. Aastaid ei suudetud vajaliku võimsusega lasereid lihtsalt ehitada. Ent mitu aastat tagasi tegi Philip Lubin California ülikoolist Santa Barbaras (USA) ettepaneku luua rühmad, mis koosnevad paljudest väiksematest emitteritest, mis töötavad faasmaatriksiga antenni põhimõttel ja mille lõppvõimsust piirab ainult nende arv. Tema DESTAR-6 ​​kontseptsiooni osana saab Päikesesüsteemis läbi viia 10 tonni kaaluva kosmosesondi kiirendamine peaaegu valguse kiiruseni - kuni 30 astronoomilist ühikut Päikesest (siis ei võimalda teravustamislaserite probleemid laev kiirendada).

Illustratsioon: Philip M. Lubin

Muidugi peab DESTAR-6 ​​olema tohutu jõud. Iga selle element peab Lubini projekti kohaselt saama toite päikesepaneelidest, mistõttu on sellise rühma üldmõõtmed tuhat korda tuhat kilomeetrit. Praeguste kaupade orbiidile viimise hindade juures on need samad sadu miljardeid dollareid, mis selliste projektide puhul nagu Orion.

Seetõttu tegi Lubin 2015. aasta suvel ettepaneku kasutada minimaalse massiga sonde: pooljuhtvahvlid suured suurused, millele tehakse ettepanek paigutada kõik sondi jaoks vajalikud elektroonilised ja optilised komponendid. Neid jätkub optilises vahemikus pildistamiseks, töötlemiseks ja Maale saatmiseks, kasutades päikesepaneelide energiat plaatide esipinnalt. Vahvlite paksus võib olla sama, mis tänapäevastel ränisubstraatidel – alla millimeetri. Vähendades sondi massi kümnele kilogrammile, on võimalik sondi Alpha Centaurile toimetada vaid 20 aastaga (0,2 valguse kiirust). Kiireneva satelliitide tähtkuju, mille pardal on laserid, suurust saab vähendada 33-33 kilomeetrini. Loomulikult ei saa sellel olevad pildid täiuslikud ja sond ei saa seal kiirust maha võtta, mistõttu hakkab esimene missioon tähtede poole meenutama Pluutost möödalendu New Horizons. Kuid meie praeguste teadmiste taustal Alpha Centauri süsteemi kohta oleks see taevamanna.

FTL reisimine?

Kõik ülaltoodud võimalused nõuavad vähemalt aastakümneid ootamist. Kas rohkem pole kiire tee? 90ndate esimesel poolel tekkis see küsimus Mehhiko füüsiku Miguel Alcubierre’i pähe. Kui osutub võimalikuks saada negatiivset massi/energiat, võiks selle abil luua “mulli”, mis surub kokku ruumi otse enda ees ja laiendab seda taga, pakkus teadlane. Idee oli puhtalt teoreetiline ja isegi fantastiline. Isegi kui on olemas negatiivne energia, vajaks 200-meetrise läbimõõduga mulli liigutamine Jupiteri massiga samaväärset energiat. Siiski on viimastel aastatel välja pakutud tema "mulli" idee modifikatsioone, võrreldes poolitatud laserkiire kahe poole parameetreid, millest ühele ta avaldab efekti, mis on teoreetiliselt võimeline ruumi painutama. 2013. aastal saadi sellise katsega ruumikõveruse märke – ilma negatiivse massiga aineta. Paraku polnud tulemused lõplikud: liiga palju häireid mõjutab interferomeetrit, mille tundlikkust tuleb oluliselt suurendada.

Ja EmDrive'ist rääkides: "ämbri" tekitatud anomaalsele tõukejõule seletuse leidmiseks viis White'i rühm läbi katse EmDrive'i resoneeriva õõnsusega, suunates selle interferomeetri laserkiire läbi selle. Teadlased ütlesid, et mõnel juhul kulus tala õõnsuse läbimiseks kindlasti erinevaid aegu. Valge ise kaldub seda tõlgendama märgina, et õõnsuse sees on mingil põhjusel kerged ruumikõverused, mis võivad olla kuidagi seotud EmDrive’i anomaalse tõukejõuga.

Pole väljapääsu?

Iga mootor, mille arendamiseks ei astuta samme, on võimatu. Esimene mootoriga auto sisepõlemine läks tagasi 1807. aastal, kuid huvi puudumine leiutise (ja mitmete sarnaste) vastu viis selleni, et suurem osa maailma elanikkonnast peab auto leiutajaks kas Fordi või Daimlerit. Sarnane lugu juhtus ka aurumasina ja turbiiniga, mille kõik komponendid valmistati Rooma impeeriumi ajal. Kui peame tähtedevahelist reisimist võimatuks, siis see kahtlemata nii ka jääb.

Ja siiski on lootust. Piisavalt ohutuid tuumarakettmootoreid katsetati aastakümneid tagasi, need, nagu laserpurjetehnoloogiad, on tänapäeval üsna reaalsed – kui vaid oleks soov neid kasutusele võtta. Võib-olla meil veab ja füüsikud avastavad uusi nähtusi, mis võimaldavad meil korrata tuumaenergia avastamise ajalugu. Kui Einstein 1934. aastal maailmale ütles, et "ei ole vähimatki märki selle kohta, et aatomienergiat kunagi rakendatakse", töötas Leo Sillard alles välja tuumaahelreaktsiooni kontseptsiooni ja sellel põhineva aatomireaktori elluviimisest oli vaja vaid kaheksa aastat. käivitamine.

. Selles kasutatudmagnetron genereerib mikrolaine , koguneb nende võnkumiste energia sisseresonaator kõrge kvaliteeditegur , ja autori sõnul muundatakse kiirgus tõukejõuks. Esmapilgul on see tavaline footonmootor. Kuna esineb elektromagnetkiirgust, vaadake joonist koos tõlkega.
Teatavasti on elektromagnetlaine ka erineva energiaga footonkehade voog. Röntgenkiirguse spektris olevad footonid neelduvad ja peegelduvad kõige halvemini. Siin ei ole ilmselgelt tegemist röntgenikiirguse spektri footonidega, seega on siin nähtamatu spektri footonite peegeldus ja tagasipeegeldus. Kuid nagu öeldud, ei mahu tekkiv tõukejõud "fotoniteooria" raamistikku. See on arvestatust oluliselt suurem. Samal ajal eitavad mõned teadlased täielikult "fotoniteooriat". See tähendab, et väidetavalt eksisteerib "kompenseerimata jõud". Ja meil on tegemist impulsi jäävuse seaduse rikkumisega. Kavandatavas artiklis väljendatakse eriarvamust selle lisajõu olemuse kohta. JA NERTITY
(inerts ) (ladina keelest iners, gen. case inertis - mitteaktiivne) mehaanikas - materiaalsete kehade omadus, mis avaldub selles, et keha säilitab muutumatuna oma liikumis- või puhkeoleku nn.inertsiaalsüsteem pöördloendus, kui tel. mõjud kehale (jõud) puuduvad või on omavahel tasakaalus. Kui keha on tasakaalust väljas. jõudude süsteem, siis I. omadus väljendub selles, et muutusolek keha puhkus või liikumine, st selle punktide kiiruse muutus toimub järk-järgult, mitte hetkega; kusliikumine Mida rohkem vedelikku kehas suureneb, seda aeglasemalt see muutub. I.keha mõõt on sellekaal . Nii et mass on nimetaja valemis jõu kaudu kiirenduse (a=F/M) arvutamiseks – puhtast füüsikast, Idee olemus. Võib-olla on kehakaal see, mis muutub. See tähendab, et tegelikult on meil tegemist "nullkaalutehnoloogiaga" või täpsemalt massiga. Selle tehnoloogia olemuse mõistmiseks süveneme pakutud valemisse Enne EMG sisselülitamist on mootori mass näiteks 100 grammi. Ja niipea, kui ta sisse lülitas, muutus mass teistsuguseks. Kuid nad unustasid selle valemi muudatuse maha arvata. Kuna teoreetiliselt eksisteerivad “nullkaalu või massitehnoloogiad” vaid ulmeraamatute lehekülgedel. Loomulikult on sellist mõju nagu ebastabiilne mass väga raske uskuda. Miks arvata, et "hoo jäävuse seadust" rikutakse?
See tähendab, et tegelikult seisid füüsikud silmitsi mitte "kompenseerimata jõuga", vaid mootori massi muutusega.
Ütleme nii, et katse puhtuse huvides, tõestamaks, et EMG mootori mass tõesti väheneb, tuleb seda katsetada mitte ainult vaakumis, vaid ka väga tundlikele kaaludele riputades.

Kõigis katsetes ei mõelnud keegi seda seadet selle töötamise ajal kaaluda. Suureks abiks oleks lihtne skeem, mis põhineb katse tulemustel.

Suur Newton õpetas, et kui me midagi näeme autonoomne liikumine siis on põhjuseks reaktiivjõud. Kui näeme jõudu, jälgime mingit autonoomset kiirendavat jõudu, siis see on reaktiivne jõud. Ja ainult reaktiivne. Vaata nn joa liikumise seadust: A = F / M A - materiaalse punkti kiirendus; F on kõigi materiaalsele punktile rakendatud jõudude resultant; m on materiaalse punkti mass. Kui mass on stabiilne, on tuvastatud jõud tõesti kompenseerimata.

Katsed massiga. Seega on teada katseid, mis näitavad, et mass teatud Tingimused näivad olevat vastuolulised. 1. Mirošnitšenko katsed. Viitan tehnikateaduste doktori Mstislav Mirošnikovi katsetele. "Rahutu rahu mass." (TM. 1988.1). Sama Miroshnikov näitas, et destilleeritud veega suletud kolbide kaal erineb temperatuurivahemikus 20–100 C. Kaalu mõõtmine viidi läbi vaakumkambris, et vältida kõrvaltoimeid. Just tema kinnitas termiliste pulsatsioonide või Browni liikumise mõjul kehakaalu languse mõju olemasolu. Miroshnikov kirjeldab ka kaalu ja rõhu muutumise mõju vibreerivates mehaanilistes süsteemides. 2. Nullkaalugeneraator A.P. Shchegoleva Seega on teada teraskuuli kuumutamise katse, mille viis läbi A.P. Štšegolev. Täppisskaalale paigaldatud teraskuuli (r = 50 mm) keskosa kuumutati laserkiirega läbi kuuli keskele puuritud augu. Teraskuuli kuumutanud laseri töö ajal muutus kuuli kaal algsest 200 mg väiksemaks. Kui pall jahtus, taastus selle kaal. Kontrollkatses sama palliga, mida kuumutati elektriahjus ja viidi kaalule jahtuma, kaalumuutust ei registreeritud. Teraskuuli massi muutus on seletatav energiavoo ilmnemisega, mis on suunatud kuuli tsentrist pinnale: soojusenergia vool vähendas gravitatsioonivoolu keskmesse.ballil. Vastupidiste energiavoogude superpositsiooni tulemusena teraskuuli kaal vähenes." Loomulikult tuleb see katse läbi viia vaakumis. Sest kuum õhk voolab ümber palli samamoodi nagu tuli "voolab ümber" süüdatud tiku pea ja see ülespoole suunatud vool võib kergendada palli raskust, kandes ära. see ülespoole palli alumise ja külgpinna vastastikuse mõju tõttu ülespoole suunatud vooludega soe õhk. Kuid Miroshnichenko tegi just katseid kolbidega vaakumis. 3. Kunjavski-Šabetnikovi katsed. Nii selgub, et kaalulanguse mõju täheldatakse ka elektriliste pulsatsioonide puhul. Moskvast pärit inseneri Juri Kunjanski tööd. Autori sõnul katsetes juhid konstantse mõju all elektromagnetväli"kaalutud" vaakumis 0,3–0,4%, mis konstrueeritud "antigravitatsioonimootori" "tõukejõu" osas oli 4 g "tõukejõud", ausalt öeldes, pole suurepärane, kuid inspireeritud esimesest õnnestumiste korral uskus Kunyansky, et kui praeguse tugevusega edasi lükata, saab seda arvu tõsta tasemele 3–5% "gravitatsioonitasandi" kogumassist. Samuti avastas V. Šabetnikov juhi massi vähenemise nähtuse Maa gravitatsiooniväljas, kui seda läbib voolutugevusega võrdeline alalisvool. . Mis levinud? Analüüsime, mis ühendab kõiki neid kogemusi, sealhulgas EM-i sõitjat? Alustame katsetega kolbidega vaakumis. Jah, kõik vaakumis olevad kehad hakkavad intensiivselt kiirgama, infrapunalaineid või soojusspektri footoneid. Teatavasti on soojusülekanne vaakumis kiirguse poolt võrdeline pinna pindalaga ja vastavalt Stefan-Boltzmanni seadusele selle temperatuuri neljanda astmega. Pall kiirgab infrapunalaineid. Kolvid kiirgavad infrapunalaineid. Ja juhtmete kaasamine katsetesse elektri-šokk kiirgavad ka infrapunalaineid. Ja kui vool suureneb, siis kuumenemine ja kiirguse intensiivsus ainult suurenevad. Ja ka EMG mootor läheb kuumaks. See on kogu põhjus, kõik need seadmed hakkavad kiirgama IR-laineid. Ja infrapunalaineid kiirgavate kehade mass on ebastabiilne. Nii palju siis "nullmassi" tehnoloogiast. Mida rohkem EM mootor soojeneb ja kiirgab infrapunalaineid, sedaselle mass on väiksem, mis tähendab valemi (a=F/M) järgi Meil on ebanormaalselt suur tõukejõud, mis ei mahu arvutustesse, kui me ei võta arvesse EM-mootori massi vähenemist. Kui nad kiirgavad infrapunalaineid. Epiloog. See tähendab, et võime üldistada, et EM-mootor ei anna mingit "kompenseerimata jõudu". Teadlased puutusid lihtsalt kokku "nullimismassi efektiga".Põhjustatud infrapunalainete intensiivsest kiirgusestTegemist on “nullmassitehnoloogiate” algusega ja impulsi jäävuse seadus jääb alati murdumatuks 50ndatel oli isegi selline suund – panderomootoritel põhinevad mikrolainevõimsuse mõõtmise seadmed – “kardin”. kvarts, mille voolu mikrolaineahi "suunas kõrvale". Tänapäeval on võimsuse mõõtmiseks kasutusele võetud kalorimeetriline (koormust soojendades) meetod ja siis loodi isegi selliseid seadmeid kardinatega. Kõik uus on hästi unustatud vana. Ütleme nii, et toru, millesse mikrolainekiirgus siseneb, tuleb katta kvartsiga ja tõukejõud muutub veelgi märgatavamaks. Kirjandus 1. NASA testitud raketikütuseta mootoris kasutatavad kvantvaakumi kõikumised http://peswiki.com/index.php/Directory:Emdrive_%28Electromagnetic_Space_Drive%29 2..shtml