A fénysebességű utazás lehetségessé válhat egy véletlen felfedezésnek köszönhetően, de a kutatók arra figyelmeztetnek, hogy még ne örüljenek egy esetleges egyhetes utazásnak az Alpha Centauri csillaghoz. Az új motor korábban lehetetlennek tűnő technológiáját harmadszorra is sikeresen tesztelték.

Amatőr fizikusok és szakemberek online megvitatták a kísérlet eredményeit, bár hivatalos megjegyzéseket még nem adtak.

Az ilyen motor használata nem korlátozódik a fénysebességet meghaladó sebességgel történő utazásra. A technológia megszünteti a rakéta-üzemanyag alkalmazásának szükségességét, amelyre most az időszakos gyorsításhoz van szükség, így az ISS pályája pályán marad. Csere hagyományos rendszer Hagyományos geostacionárius műhold rakéta-üzemanyagával 3-ról 1,3 tonnára csökkentjük az űrbe juttatott objektum tömegét, és ezzel jelentősen csökkentjük a pénzügyi költségeket.

Az elvégzett kísérletek még nagyon távol állnak az űrhajókon való valós alkalmazástól, de egy napon a Star Trek következő technológiája életünk szerves részévé válhat.

A megismerés ökológiája Tudomány és technológia: Az EmDrive azon hipotetikus gépek kategóriájába tartozik, amelyek munkájuk során az "RF vontatási üregrezonátor" modelljét használják, az ilyen eszközök egy magnetron hatására működnek, amely mikrohullámokat bocsát ki egy zárt fémkamrába. egy csonka kúp, amely azután visszaverődik a hátsó falairól sugárhajtás berendezés.

Még ha nem is érdekel meghajtó rendszerekűrhajók esetében valószínűleg hallott már az EmDrive eszközről. A motort gyakran emlegetik a címszavakban, amelyek egy forradalmi technológiaként írják le, amely képes megfordítani a csillagközi utazás koncepcióját, kritikusan lerövidíteni a Naprendszeren belüli és kívüli bolygók közötti repülési időket, és valóra váltani az emberiség régi álmait a hozzáférhető térről.

Ezek elég hangos és ambiciózus kijelentések, és a maga idejében a nagy asztrofizikus és kozmológus, az exobiológia úttörője, Carl Sagan azt mondta, hogy "a rendkívüli kijelentésekhez rendkívüli bizonyítékok szükségesek". Ennek alapján megpróbáljuk elmagyarázni, mi is valójában ez a szenzációs EmDrive, és valóban ez a kulcsfontosságú technológia, amely lehetővé teszi az emberek számára, hogy távoli csillagokat hódítsanak meg.

Tehát minden, amit a "lehetetlen" motorról tudni kell, egy rövid cikkben megpróbáltuk leszögezni, menjünk.

MI AZ EMDRIVE?

Az EmDrive egy rejtélyes motor. A fejlesztést először Roger Shawyer repülőgép- és űrmérnök mutatta be 2001-ben, és a technológia lényege a hagyományos értelemben vett "üzemanyag-mentes rakétamotor"-nak mondható. A nagy mennyiségű üzemanyag hiánya a fedélzeten könnyebbé, könnyebben meghajthatóvá és elméletileg sokkal olcsóbbá teszi az űrhajókat. Ezenkívül a hipotetikus motor hihetetlen eredményeket tesz lehetővé nagy sebességek: Az űrhajósok néhány hónapon belül elérhetik a Naprendszer külső határait.

A lényeg az, hogy maga a sugártömeg kilökődés nélküli mozgás fogalma "nem illeszkedik" Newton lendület-megmaradási törvényéhez, amely kimondja, hogy egy zárt rendszeren belül a lineáris és a szögnyomatékok állandóak maradnak, függetlenül a rendszeren belüli változásoktól. Egyszerűen fogalmazva, ha nem hat külső erő a testre, akkor lehetetlen mozgatni.

A titokzatos elektromágneses motor, amely reaktív folyamatok nélkül hoz létre tolóerőt, szintén megsérti Newton harmadik (nem kevésbé alapvető) törvényét: "Minden cselekvéshez mindig egyenlő és ellentétes reakció jár." Tehát hogyan történik az „akció” (az űrhajó sugárhajtása) „ellenállás” (üzemanyag égés és sugárkidobás) nélkül, és hogyan lehetséges ez? Ha a rendszer működik, az azt jelenti, hogy ismeretlen természetű erők vagy jelenségek vesznek részt benne, vagy a fizika törvényeinek megértése teljesen téves.

AZ EMDRIVE MŰKÖDÉSI ELVE

Ha egy időre eltekintünk a technológia fizikai „lehetetlenségétől”, határozzuk meg, mi is az. Tehát az EmDrive azon hipotetikus gépek kategóriájába tartozik, amelyek az RF rezonáns üreges tolómotor modellt használják. Az ilyen eszközök úgy működnek, hogy mikrohullámokat bocsátanak ki egy zárt fémkamrába csonka kúp formájában, amelyek aztán visszaverődnek a hátsó faláról, átadva a reaktív tolóerőt a készüléknek. Megint köznapi nyelven a test egyszerűen "eltolódik" magától (milyen ostobák voltak azok az emberek, akik nem hittek Münchausen bárónak, amikor arról beszélt, hogyan húzta ki magát a mocsárból a hajánál fogva).

Ez a mozgási elv alapvetően különbözik a modern űrhajók által használttól, amelyek hatalmas mennyiségű üzemanyagot égetnek el, hogy olyan energiát állítsanak elő, amely hatalmas űrhajókat emel az égbe. Az egyik metafora, amely felfedi egy ilyen technológia "lehetetlenségének" lényegét, az is lehet az a feltételezés, hogy az el nem indult autó kabinjában ülő sofőr képes elmozdítani a helyéről - pusztán a kormány megnyomásával. megfelelően.

Annak ellenére, hogy számos sikeres kísérleti prototípust teszteltek - nagyon kicsi, több tíz μN nagyságrendű energiafelszabadulás mellett (egy kis érme súlya) - egyik tanulmány eredményét sem publikálták bármely lektorált folyóirat. Ez azt jelenti, hogy minden pozitív eredményt egy szemernyi egészséges szkepticizmussal kell kezelni, amely feltételezi, hogy a rögzített tolóerő egy el nem számolt erő- vagy hardverhiba lehet.

Amíg a technológia megfelelő tudományos megerősítést nem kap, logikus lenne azt feltételezni, hogy az EmDrive valójában nem működik. Sokan azonban empirikusan bizonyították, hogy a "lehetetlen" elektromágneses motor továbbra is működik:

2001-ben Scheuer 45 000 GBP támogatást kapott a brit kormánytól az EmDrive tesztelésére ebben az évben. Kijelentette, hogy a tesztek során 0,016 N tolóerőt értek el, és ehhez 850 watt energiára volt szükség, de nem egy szakértői vélemény nem erősítette meg az eredményt. Ráadásul a számok olyan kicsik voltak, hogy könnyen átadhatták a méréstechnika hibáját.

2008-banévben az Északnyugati Politechnikai Egyetem kínai tudósainak egy csoportja, Yang Juan vezetésével, nyilatkozatuk szerint megerősítette az elektromágneses rezonancia által kiváltott tolóerő létrehozására szolgáló technológia megvalósíthatóságát, majd később kifejlesztették a sajátjukat. működő modell motor. 2012-től 2014-ig számos sikeres tesztet végeztek, amelyek során 2500 watt energiafelhasználással 750 millinewton tolóerőt lehetett elérni.

2014-BEN A NASA kutatói tesztelték EmDrive modelljüket, és a teszteket is vákuumkörülmények között végezték. A tudósok ismét sikeres kísérletről számoltak be (100 μN tolóerőt rögzítettek), amelynek eredményeit független szakértők ismét nem erősítették meg. Az űrügynökség tudósainak egy másik csoportja ugyanakkor nagyon szkeptikusan nyilatkozott kollégáik munkájáról – azonban nem tudták sem cáfolni, sem megerősíteni a technológia lehetőségét, mélyebb kutatást szorgalmazva.

2015-ben Ugyanez a NASA-csoport tesztelte a Cannae Drive (korábban Q-drive) motor egy másik változatát, amelyet Guido Fetta vegyészmérnök készített, és pozitívnak bizonyult. Velük szinte egy időben a Drezdai Műszaki Egyetem német tudósai is publikáltak olyan eredményeket, amelyekben előre láthatóan megerősítették a "lehetetlen" tolóerő jelenlétét.

És máris 2015 végén, a NASA egy másik kísérlete, amelyet a Johnson Space Center Eagleworks végez, végre megerősítette a technológia megvalósíthatóságát. A teszteket a korábbi hibák figyelembevételével végezték el, és ennek ellenére az eredmények pozitívak voltak - az EmDrive motor tapadást biztosít. A kutatók ugyanakkor elismerik, hogy új, fel nem számolt tényezőket fedeztek fel, ezek egyike lehet a hőtágulás, amely vákuumkörülmények között jelentősen befolyásolja a készüléket. Függetlenül attól, hogy a munkát szakértők elé utalják-e felülvizsgálatra vagy sem, a Cleveland, Ohio állambeli Glenn Kutatóközpont, Laboratories tudósai sugárhajtás A NASA és a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma meg van győződve arról, hogy érdemes folytatni a kísérletezést.

MIT "RAGYOG" A US EMDRIVE

Általánosságban elmondható, hogy a tudományos közösség nagyon óvatos mindennel kapcsolatban, ami az EmDrive-val és általában az elektromágneses rezonáns üreges motorokkal kapcsolatos. Másrészt ez a mennyiségű kutatás több kérdést is felvet. Miért olyan megnövekedett az érdeklődés a technológia iránt, és miért akarják olyan sokan kipróbálni? Mit kínál valójában egy ilyen vonzó koncepciójú motor?

Mindenféle légköri műholdtól a biztonságosabb és hatékonyabb járművekig, mint pl széles körű alkalmazások egy új eszközt jósolnak. De megvalósításának legfőbb, valóban forradalmi következménye az űrutazás előtt megnyíló elképzelhetetlen távlatok.

Potenciálisan egy EmDrive motorral felszerelt hajó néhány óra alatt képes elérni a Holdat, a Marsot 2-3 hónap alatt, a Plútót pedig körülbelül 2 év alatt (összehasonlításképpen: a Plútó eléréséhez több mint 9 évet töltött a New Horizons szonda ). Elég hangos kijelentések ezek, azonban ha kiderül, hogy a technológiának van valós alapja, akkor ezek a számok nem lesznek olyan fantasztikusak. És ez figyelembe veszi azt a tényt, hogy nincs szükség tonna üzemanyag szállítására, az űrhajók gyártása egyszerűbbé válik, és maguk is sokkal könnyebbek és olcsóbbak.

A NASA és hasonló szervezetek, köztük számos magán űrvállalat, például a SpaceX vagy a Virgin Galactic számára egy könnyű és megfizethető hajó, amely gyorsan eléri a Naprendszer legtávolabbi zugait, olyan dolog, amiről csak álmodni lehet. Ennek ellenére a tudománynak még keményen kell dolgoznia a technológia megvalósításához.

Ugyanakkor Scheuer határozottan hisz abban, hogy nincs szükség áltudományos vagy kvantumelméletekre az EmDrive működésének magyarázatához. Éppen ellenkezőleg, abban bízik, hogy a technológia nem lépi túl a newtoni mechanika jelenlegi modelljét. Szavai alátámasztására több cikket is írt, amelyek közül az egyik most felülvizsgálat alatt áll. A dokumentum megjelenése idén várható. Korábbi munkáit azonban bírálták helytelen és következetlen tudományos kutatások miatt.

Annak ellenére, hogy ragaszkodik ahhoz, hogy a motor a fizika létező törvényei szerint működjön, Scheuernek sikerül néhány fantasztikus feltételezést tennie az EmDrive-ról. Például azt állította új motor a láncmező hajtja, és ezért voltak sikeresek a NASA legutóbbi eredményei. Az ilyen megállapítások nagy figyelmet keltettek az online közösségben. Ma azonban ismét nincsenek átlátható és nyílt alátámasztó adatok, és ahhoz, hogy a technológiát a hivatalos tudomány is elfogadja, egynél több mélyreható vizsgálatra van szükség.

Colin Johnston, az Arma Planetárium írója kritizálta az EmDrive-ot és számos elvégzett kísérlet nem meggyőző eredményét. Ezenkívül Corey S. Powell, a Discovery munkatársa az EmDrive és a Cannae Drive motorokhoz is kihozta a magáét, csakúgy, mint a NASA kutatásánál. John S. Baez a matematika és általában a fizika professzora nevezte el a koncepciót ez a technológia "nonszensz", és következtetései sok tudós érzelmeit tükrözik.

Az EmDrive motort sokan lelkesedéssel fogadták, köztük a NASASpaceFlight.com weboldal, amely információkat közölt a legújabb Eagleworks-kísérletekről, és a népszerű New Scientist magazin, amely pozitív és optimista kritikát írt az elektromágneses motorról, amely azonban nem felejtette el. hogy megemlítsük az ellátás szükségességét további tények szükséges az ilyen vitás kérdésekhez. Emellett a világ minden tájáról érkező rajongók elkezdték építeni saját, "ismeretlen eredetű" tolóerővel rendelkező motormodelleket, az egyik érdekes, "garázsban" megalkotott működő változatot Iulian Berca román mérnök javasolta.

Mielőtt egyértelmű következtetéseket vonna le, fontos megjegyezni, hogy a fizika elvileg kizárja a tolóerő megjelenését az EmDrive-ban és hasonló eszközökben. Mindazonáltal az elektromágneses hullámmotorok valóban bevált működő változatai mindeddig példátlan lehetőségeket nyithatnak meg mind az űr-, mind a földi közlekedésben és megfordulhatnak. modern tudomány fejjel lefelé. Mindeközben a legtöbb tudós az EmDrive-ot a sci-fi közé sorolja. kiadta

Hat CubeSat egységből álló Cannae műhold. Rendering: Cannae Inc.

Szakértők és rajongók 2003 óta vitatkoznak egy hipotetikus "mágikus" elektromágneses motor, az EmDrive létezéséről. Működésének elve nagyon egyszerű: egy magnetron mikrohullámokat generál, rezgéseik energiája egy jó minőségű rezonátorban halmozódik fel, és az elektromágneses rezgések állóhullámának jelenléte egy speciális alakú zárt rezonátorban tolóerő forrása. Ez zárt hurokban hoz létre tolóerőt, azaz a rendszerben, teljesen elszigetelve a külső környezettől, nincs kipufogó.

Egyrészt úgy tűnik, hogy ez a motor megsérti a lendület megmaradásának törvényét, amint azt sok fizikus jelezte. Másrészt a brit feltaláló, Roger Shawyer mélyen bízik az EmDrive-jában – és (lásd a NASASpaceFlight fórumon több száz vitaoldalt). A Földön végzett tesztek (22 teszt eredménye) megerősíteni látszik az EmDrive működőképességét.

Ideje véget vetni a vitának.

A vita végső pontját Guido Fetta - Scheuer munkatársa és egy másik feltételezett Cannae Drive motor tervezője fogja feltenni, amely ugyanazon az elven működik: mikrohullámokat generál és tolóerőt hoz létre zárt körben kipufogó nélkül.

2016. augusztus 17-én Guido Petta bejelentette, hogy egy kísérleti Cannae Drive-ot szándékozik pályára állítani – és működés közben is tesztelni. Guido Petta a Cannae Inc. vezérigazgatója. Most a Cannae Inc. engedélyezte az elektromágneses meghajtási technológiát a Theseus Space Inc.-nek, amely a CubeSat műholdat alacsony földi pályára bocsátja.

A Theseus Space alapítói között van maga a Cannae Inc., valamint a kevéssé ismert LAI International, AZ és SpaceQuest cégek.

Az indulás dátumát még nem közölték. Talán 2017-ben sikerül pénzt gyűjteni és kísérleti apparátust építeni a rajongóknak.

A műhold egyetlen küldetése, hogy hat hónapon keresztül tesztelje a Cannae Drive motort. A műhold a Cannae Drive elektromágneses tolóerő segítségével próbál majd mozogni.

A Cannae Drive fejlesztői azt állítják, hogy motorjuk akár több Newton tolóerőt is képes generálni, és „több magas szintek", amely a legalkalmasabb kis műholdakon való használatra. A motor nem igényel üzemanyagot és nincs kipufogója.

A motor hangereje a CubeSat műholdon nem több, mint 1,5 egység, azaz 10 × 10 × 15 cm. A tápegység kevesebb, mint 10 watt. Maga a műhold hat egységből áll majd.

A Cannae cég műholdja. Rendering: Cannae Inc.

Egy sikeres orbitális demonstrációt követően a Theseus Space az új motort harmadik fél gyártóknak kívánja felajánlani más műholdakon való használatra.

A rajongók biztosak benne: ha az EmDrive működik, akkor a jövőben az lesz lehetséges létrehozása nemcsak hatékony űrmotorok, hanem repülő autók, valamint hajók, repülőgépek – minden elektromágneses meghajtású szállítóeszköz.

Nem Cannae az egyetlen, aki egy elektromágneses motor működését szeretné tesztelni az űrben. Paul Kocyla német mérnök egy kis zsebméretű EmDrive-ot tervezett, és most egy közösségi finanszírozási kampányon keresztül gyűjt pénzt. Ahhoz, hogy a prototípust a PocketQube mini-műholdon az űrbe bocsássák, 24 200 euróra van szükség. Három hónap alatt 585 eurót sikerült összeszednünk.

Paul Kotsyly német mérnök EmDrive prototípusa

Scheuer tudományos közleményei a közelmúltban jelentek meg nyílt hozzáférésű formában. „Az egész világon az emberek megmérték a sóvárgást. Egyesek a garázsukban, mások nagy szervezetekben építettek motorokat. Mindegyik kiadja a vágyat, nincs nagy titok. Valaki azt hiszi, hogy van itt valamiféle fekete mágia, de ez nem így van. Minden józan fizikusnak meg kell értenie, hogyan működik. Ha valaki nem érti, itt az ideje, hogy munkahelyet váltson” – mondta határozottan a brit mérnök.

Jevgenyij Zolotov

A „lehetetlen” EmDrive motorról szóló történet az egyik legolvasottabb anyaga lett. És persze nyomon követtem a témát, remélve, hogy egyszer majd írok egy folytatást. Ilyen esetet azonban csak a minap mutattak be: egy tekintélyes tudományos folyóiratban megjelent egy cikk az egyik NASA-laboratórium munkatársainak egy csoportjától, akik nemcsak a motort tesztelték, hogy ismét megmérjék a fellépő tolóerőt, hanem egy jelentést tesz a bíróságnak a tesztekről független szakértők(úgy nevezett szakértői értékelés), amely nem tárt fel komoly hibákat. Ez pedig azt jelenti, hogy egy "lehetetlen" motor lehetősége mára egy nagyságrenddel nagyobb lett.

Ha elfelejtette vagy soha nem hallotta, állítsa vissza a képet általános vázlat Az EmDrive, ahogy szokták nevezni, nagyjából egy közönséges mikrohullámú sütő, csak nem kocka, hanem csonka, és ami a legfontosabb, a kúp mindkét oldalán zárva van. A keskeny végére egy mikrohullámú adót rögzítenek, bekapcsol, és - ennyi!

Nincs olyan üzemanyag, amelyet a fedélzetre dobnának. Tehát a klasszikus fizika, nevezetesen a lendület megmaradásának törvénye szerint tolóerő nem keletkezhet. Az EmDrive feltalálói (Roger Shaer brit mérnök és mások, akik később önállóan foglalkoztak ugyanezzel a témával) azonban ragaszkodnak ahhoz, hogy különböző okokból - "kvantum-kiegyensúlyozatlanság" miatt, vagy valami más hasonló szellemben, amit a modern fizika nem vesz figyelembe - van-e még hol lenni, és állítólag még meg is lehetett mérni.

Megjegyzendő, hogy Shaer és mások egyáltalán nem állítják, hogy Newton törvényei rosszak. Csak annyit mondanak, hogy olyan hatásba botlottak, amely tisztázza a meglévő törvényeket. Ez egy alapvetően fontos pont, amely nagyban segítette az "EM-Propellert" - biztosítva a komoly kutatók érdeklődését.

Itt kezdődik a paradox rész. Egyrészt minden józan populáris tudomány és tudományos forrás áltudományosnak tart egy ilyen motort. Másrészt egészen komoly emberek váratlanul felvállalták: először több kínai tudományos csoport, majd a NASA. Azóta semmit sem lehetett hallani a kínaiakról, de az amerikaiak nincsenek veszve: az Egyesült Államokban ezt a munkát az adófizetők zsebéből finanszírozzák, így az eredményeket mindenki számára elérhetővé kell tenni.

Két éve pedig megjelent az első, nagyon biztató jelentés a NASA-tól: valóban van lökés, igaz, ismeretlen okból. Nemrég pedig a tekintélyes Journal of Propulsion and Power publikálja a NASA Eagleworks laboratóriumának munkatársait - amelyben ismét megerősítik a tolóerő fellépésének tényét, és ezúttal egy érzékeny torziós felfüggesztésről vákuumban (de még mindig a Földön). Óvatos magyarázatot is kínál.

A magyarázat távol áll a cikk fő részétől, mert inkább csak találgatás, de ez okozta a legtöbb zajt. A tény az, hogy a létező elmélet, amely szó szerint majdnem száz éves, benne van: a Pilot wave elmélet. Még a múlt század 20-as éveiben terjesztették elő, majd többször tisztázták.

Attól tartok, csak nagyon durván fogom elmagyarázni (és hálás lennék, ha a szakértők kijavítanák!), De a lényeg általában abban a feltételezésben van, hogy csak azért vagyunk kénytelenek kényelmetlen statisztikai módszerekkel leírni a kvantumfolyamatokat, mert ne vegyen észre néhány alacsonyabb szintű valós dinamikájú kvantumrészecskét - amelyek valójában makroszkopikus testekként mozognak, a vákuum tulajdonságai által meghatározott, nagyon sajátos pályákon. Ez az elmélet itt jól jött, mert lehetővé teszi a vákuumot, mint a sűrűségingadozást támogató közeget magyarázni: az EmDrive impulzust ad át a vákuumnak (visszataszítja magát tőle, mintha a víztől) és így keletkezik a tolóerő a vákuumban. zárt rendszer.

És itt két fontos dolgot kell kiemelni. Először is, a pilothullám-elmélet nem áltudományos találmány, hanem egyike a kvantumfolyamatok számos kiegyensúlyozott magyarázatának, amely kielégítően pontosan írja le a megfigyelt hatásokat, és kísérleti adatokkal is alátámasztják. Másodszor, maga a tény, hogy a NASA egy cikket publikált egy ilyen kiadványban, legalábbis eltávolítja a felfüggesztés tolóerejének mérésének helyességének kérdését (emlékszem, hogy ez volt a szkeptikusok egyik érve: azt mondják , a motor másként fog viselkedni a valós térben). Leegyszerűsítve a cikk a következőképpen értelmezhető: a NASA nem tudja biztosan, miért lép fel a tolóerő, de tudják, hogyan kell mérni – és az egyszerű olvasó támaszkodhat rájuk ebben.

Ennélfogva új lehetőség nyílik a találgatásokra. A számok mellőzésével, amelyeknek most általánosságban nem kell nagy jelentőséget tulajdonítani (a hatás meglétének bemutatása volt a feladat, és a jövőre nézve az optimalizálási módok keresése szerepel a listán), a munka szerzői megállapítják: már bent jelenlegi formája Bár az EmDrive egy nagyságrenddel kevésbé hatékony, mint a klasszikus rakétahajtóművek, két nagyságrenddel hatékonyabb, mint a többi „kimerítés nélküli” meghajtás, mint például a napvitorla, a lézeres gyorsítás és a fotonmotor. Figyelembe véve, hogy a sebességkorlátozást csak a fénysebesség szabja meg, teljesítményben pedig egyáltalán nem (semmi sem akadályozza meg, hogy ilyen motorokat szó szerint sok kilométernyi akkumulátorral építsenek – lenne elég áram a meghajtásukhoz!), ez teszi az EmDrive-ot a legígéretesebb irány a naprendszer kutatására és fejlesztésére.

Ez azt jelenti, hogy most minden az általános térbeli ellenőrzésen múlik. Hadd emlékeztesselek arra, hogy a kínaiak már szándékoztak végrehajtani. Megtörtént és milyen eredménnyel? Ismeretlen. Azonban in ebben az esetben a csend inkább gyanakvóvá tesz, mint csalódottá. Végül is világos, hogy az lesz az alapító, aki először megerősíti egy ilyen hajtómű működését az űrben, majd az első, aki elméleti indoklást ad. új ág a fizika és a váratlan, kiszámíthatatlan felfedezések és technológiák atyjai!

Ahogy valaki jól mondta, el sem tudjuk képzelni, hogy az EmDrive hova vezet, ha igaznak bizonyul, mert az út legelején járunk. Mivel a spektrumvonalak végül a félvezetők forradalmához vezettek, úgy lehetetlen motor"" A vákuumból való kilökődés "nem feltétlenül kell, hogy csak a jövő rakétatechnológiájának alapjává váljon. A mellékhatások minden bizonnyal kiderülnek, ezzel kapcsolatos felfedezések születnek, újabb kérdések merülnek fel: nem minden nap, évben, de még évszázadon keresztül sem lehet tisztázni vagy megcáfolni a fizika valamelyik alaptörvényét!

És milyen jó, hogy éppen a történet megírásának napjaiban élünk!

A sikeres űrkutatás folyamatosan megköveteli az emberiségtől, hogy tanulmányozzon és fedezzen fel új technológiákat, amelyek lehetővé tennék, hogy többet rendelkezzenek erős berendezésés olyan rendszereket hoznak létre, amelyek biztosítják a személyzet életét a további űrrepülésekhez. Az egyik ilyen forradalmi technológia lehet a hipotetikus EmDrive elektromágneses motor, amelyet egészen a közelmúltig lehetetlennek tartottak. 2016-ban azonban a NASA közzétette a motoron végzett kutatások és kísérletek eredményeit, amelyek bizonyítják a motor teljesítményét. Az amerikai űrügynökség következő lépése ennek a kérdésnek a tanulmányozásában, hogy kísérleteket végez az EmDrive motorral a világűrben.

De kezdjük sorban

Hogyan működik a sugárhajtómű

Először is nézzük meg röviden egy közönséges rakétamotor működési elvét. Három legnépszerűbb típus létezik rakétahajtóművek:

• A kémiai a rakétamotorok leggyakoribb típusa. Működési elve a következő: az üzemanyag aggregált állapotától függően (szilárd tüzelőanyag ill folyékony motor) így vagy úgy, az oxidálószert összekeverik az üzemanyaggal, így tüzelőanyagot képeznek. Kémiai reakció után az üzemanyag eléget, és égéstermékeket hagy maga után - egy gyorsan táguló, melegített gázt. Ennek a gáznak a sugara kilép a rakéta fúvókájából, létrehozva az úgynevezett "munkafolyadékot", amely az a nagyon "tüzes" sugár, amelyet gyakran láthatunk például tévéműsorokban vagy filmekben.
• Nukleáris - olyan típusú motor, amelyben egy gázt (például hidrogént vagy ammóniát) hevítenek a magreakciókból (maghasadás vagy fúziós) származó energia nyerése következtében.
• Elektromos - olyan motor, amelyben a gáz felmelegedése miatt következik be elektromos energia... Például egy ilyen motor termikus típusa egy fűtőelem segítségével melegíti fel a gázt (munkafolyadékot), míg a statikus típus elektrosztatikus mező segítségével gyorsítja a gázrészecskék mozgását.

Sugárhajtómű összeszerelése

Az ilyen motor testének nem fogyó fémből kell állnia.

A motor típusának megválasztásától függetlenül működéséhez lenyűgöző üzemanyag-ellátásra lesz szükség, ami sokkal nehezebbé teszi az űrhajót, és több erő ugyanabból a motorból.

EmDrive motor - mi ez és hogyan működik?

2001-ben Roger Scheuer brit mérnök javasolta új típusú elektromos motor, melynek elve alapvetően eltér a fent felsorolt ​​motorok működési elvétől.

A kialakítás egy zárt fémkamra (rezonátor) csonka kúp formájában (olyan, mint egy fedéllel ellátott vödör), amely bizonyos mikrohullámú sugárzás visszaverődési együtthatóval rendelkezik. A kúphoz kapcsolt magnetron mikrohullámú tartományban elektromágneses sugárzást hoz létre, amely belép a rezonátorba és ott úgynevezett állóhullámot hoz létre. A rezonancia hatására a mikrohullámok rezgésenergiája megnő.

Mint tudják, a fény vagy az elektromágneses sugárzás nyomást gyakorol egy felületre. A kamra egyik oldalra szűkülése miatt a mikrohullámok nyomása a csonkakúp kisebbik alján kisebb, mint a nagyobb alapon. Ha a kamrát zárt rendszernek tekintjük, akkor a fent leírt hatás csak a kamra anyagára, annak egyik oldalára nagyobb terhelést eredményez. Az EmDrive motorkoncepció megalkotója azonban ezt állítja ezt a rendszert nyitva van az elektromágneses sugárzás mozgási sebességét korlátozó („fénysebesség”) miatt.

Egy ilyen motor működésének fizikai elve nem teljesen világos. Roger Scheuer meg van győződve arról, hogy ennek a technológiának a magyarázata a jól ismert newtoni mechanika keretein belül lehetséges. Valószínűleg a mikrohullámú sugárzás reflexiós együtthatójának jelenléte miatt a kamrában a sugárzás egy kis része kifelé, az üregen kívülre kerül, ami nyitottá teszi a rendszert. Ugyanakkor a sugárzás kibocsátása a csonka kúp nagyobb alapjának oldaláról nagyobb mértékben jelentkezik az alap nagyobb területe miatt. Ekkor a kilépő mikrohullámú sugárzás a munkafolyadék analógja lesz, amely létrehozza azt a tolóerőt, amely az űrhajót a kisugárzott mikrohullámokkal ellenkező irányba hajtja.

A NASA kutatói ugyanakkor azt sugallják, hogy a motor működésének igazsága sokkal mélyebben, a kvantummechanikában, az általános relativitáselméletben rejlik, amely szerint a rendszer nyitott. Leegyszerűsítve az elméletet, azt mondhatjuk, hogy a részecskék eltűnhetnek és megszülethetnek a téridő zárt hurkában.

Számos kutatószervezet, köztük a NASA is felmérte a motor e módszerrel való megvalósításának megvalósíthatóságát.

Kísérleti eredmények

15 év alatt számos kísérletet végeztek. Bár legtöbbjük eredménye megerősítette a motorkoncepció hatékonyságát, a független szakértők véleménye eltért a kísérletezőkétől. A fő ok a kísérletek eredményeinek cáfolata a kísérlet helytelen tervezésének és megvalósításának ténye.

Végül az amerikai űrügynökség, amely elegendő erőforrással rendelkezik egy olyan kísérlet létrehozásához, amely képes meghozni a végső ítéletet, felvállalta az EmDrive motor tanulmányozását. Nevezetesen - a NASA kísérleti laboratóriuma - Eagleworks, ahol az EmDrive motor prototípusát készítették el. A motort vákuumba helyezték, ahol nem volt kizárva a termikus konvekció, és kiderült, hogy a prototípus valóban képes tolóerő leadására. A laboratórium szerint 1,2 ± 0,1 mN / kW teljesítménytényezővel lehetett tolóerőt elérni. Ez a szám még mindig jóval alacsonyabb a ma használatos rakétahajtóművek teljesítményénél, de mintegy százszorosa a fotonmotorok és a napvitorlák teljesítményének.

A kísérleti jelentés közzétételével valószínűleg véget ért a motorral végzett kísérlet földi körülmények között. A NASA további kísérleteket tervez az EmDrive-on az űrben.

Alkalmazás

Egy ilyen motor jelenléte az emberiség kezében jelentősen kiterjeszti az űrkutatás lehetőségeit. Egy viszonylag kicsivel kezdve - az ISS-re telepített EmDrive jelentősen csökkentené az állomás üzemanyag-tartalékait. Ez meghosszabbítaná az állomás élettartamát, valamint jelentősen csökkentené az üzemanyag-szállítási küldetések számát. Következésképpen a küldetések és az állomás karbantartásának finanszírozása csökken.

Ha figyelembe vesszük egy közönséges geostacionárius műholdat, amelyet telepítenek ezt a motort, akkor a készülék tömege több mint felére csökken. Hasonlóképpen, az EmDrive jelenléte hatással lesz az emberes űrrepülőgépre is, amely észrevehetően gyorsabban fog mozogni.

Ha még dolgozunk a motorteljesítményen, akkor a számítások szerint az EmDrive potenciálja lehetővé teszi, hogy hat űrhajóshoz és néhány berendezéshez szállítsanak, majd körülbelül 4 óra múlva visszatérjenek a Földre. Hasonlóképpen, a Marsra való repülés ezzel a technológiával néhány hónapig tart. A Plútóba tartó repülés körülbelül két évig tart. A New Horizons állomáshoz egyébként 9 év kellett.

Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy az EmDrive technológia képes jelentősen növelni az űrhajók sebességét, megtakarítva a járművek működését, valamint az üzemanyagot. Sőt, .