Udana eksploracja kosmosu wymaga od ludzkości ciągłego studiowania i odkrywania nowych technologii, które pozwolą nam mieć więcej potężny sprzęt oraz stworzyć systemy podtrzymywania życia załogi na potrzeby dalszych lotów kosmicznych. Jedną z takich rewolucyjnych technologii mógłby być hipotetyczny silnik elektromagnetyczny EmDrive, co do niedawna uważano za niemożliwe. Jednak w 2016 roku NASA opublikowała wyniki badań i eksperymentów przeprowadzonych na silniku, które potwierdzają jego funkcjonalność. Kolejnym krokiem amerykańskiej agencji kosmicznej w badaniu tego zagadnienia jest przeprowadzenie w przestrzeni kosmicznej eksperymentów z silnikiem EmDrive.

Ale zacznijmy po kolei

Przede wszystkim rozważmy krótko zasadę działania zwykłego silnika rakietowego. Istnieją trzy najpopularniejsze typy silniki rakietowe:

• Chemiczny to najpopularniejszy typ silnika rakietowego. Jego zasada działania jest następująca: w zależności od stanu skupienia paliwa (paliwo stałe lub silnik płynny) w taki czy inny sposób utleniacz miesza się z paliwem, tworząc paliwo. Po reakcji chemicznej paliwo spala się, pozostawiając produkty spalania – szybko rozprężający się, podgrzany gaz. Strumień tego gazu opuszcza dyszę rakiety, tworząc tzw. „płyn roboczy”, czyli ten sam „ognisty” strumień, który często widzimy na przykład w programach telewizyjnych lub filmach.
• Silnik jądrowy to rodzaj silnika, w którym gaz (taki jak wodór lub amoniak) jest podgrzewany w celu uzyskania energii z reakcji jądrowych (rozszczepienia lub syntezy jądrowej).
• Elektryczny – silnik, w którym nagrzewa się gaz energia elektryczna. Przykładowo silnik cieplny podgrzewa gaz (płyn roboczy) za pomocą elementu grzejnego, natomiast typ statyczny przyspiesza ruch cząstek gazu za pomocą pola elektrostatycznego.

Zespół silnika odrzutowego

Obudowa takiego silnika musi być wykonana z metalu nie podlegającego zużyciu.

Niezależnie od wyboru typu silnika, jego działanie będzie wymagało imponującego zapasu paliwa, co sprawia, że ​​statek kosmiczny jest znacznie cięższy i wymaga więcej mocy z tego samego silnika.

Silnik EmDrive – co to jest i jak działa?

W 2001 roku zaproponował brytyjski inżynier Roger Scheuer nowy typ silnik elektryczny, którego zasada zasadniczo różni się od zasady działania silników wymienionych powyżej.

Konstrukcja to zamknięta metalowa komora (rezonator) w kształcie ściętego stożka (coś w rodzaju wiadra z pokrywką), która ma określony współczynnik odbicia promieniowania mikrofalowego. Magnetron podłączony do stożka generuje promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie mikrofal, które wchodzi do rezonatora i tworzy tam tzw. falę stojącą. Z powodu rezonansu wzrasta energia wibracyjna mikrofal.

Jak wiadomo, światło lub promieniowanie elektromagnetyczne wywiera nacisk na powierzchnię. Ze względu na zwężenie komory w jedną stronę ciśnienie mikrofal na mniejszej podstawie ściętego stożka jest mniejsze niż ciśnienie na większej podstawie. Jeśli potraktujemy kamerę jako układ zamknięty, wówczas efektem opisanego powyżej efektu będzie jedynie obciążenie materiału kamery, a bardziej po jednej jego stronie. Tak jednak twierdzi twórca koncepcji silnika EmDrive ten system jest otwarta ze względu na maksymalną prędkość przemieszczania się promieniowania elektromagnetycznego („prędkość światła”).

Fizyczna zasada działania takiego silnika nie jest do końca jasna. Roger Scheuer jest przekonany, że wyjaśnienia tej technologii są możliwe w ramach dobrze znanej mechaniki Newtona. Prawdopodobnie na skutek obecności w komorze odbicia promieniowania mikrofalowego pewna niewielka część promieniowania wychodzi na zewnątrz, poza rezonator, co powoduje otwarcie układu. Jednocześnie emisja promieniowania od strony większej podstawy ściętego stożka następuje w większym stopniu ze względu na większą powierzchnię podstawy. Wtedy powstające promieniowanie mikrofalowe będzie odpowiednikiem płynu roboczego, który wytwarza ciąg wprawiający statek kosmiczny w ruch odwrotny kierunek z emitowanych mikrofal.

Jednocześnie badacze NASA sugerują, że prawdziwe działanie silnika leży znacznie głębiej, w mechanice kwantowej, w ogólnej teorii względności, zgodnie z którą układ jest otwarty. Upraszczając teorię maksymalnie, można powiedzieć, że cząstki mogą znikać i rodzić się w zamkniętej pętli czasoprzestrzeni.

Możliwość wdrożenia silnika podobną metodą oceniało kilka organizacji badawczych, w tym NASA.

Wyniki eksperymentalne

W ciągu 15 lat przeprowadzono wiele eksperymentów. I chociaż wyniki większości z nich potwierdziły skuteczność koncepcji silnika, opinia niezależnych ekspertów różniły się od opinii eksperymentatorów. Główny powód obaleniem wyników eksperymentów jest fakt nieprawidłowego ustawienia i wdrożenia eksperymentu.

Wreszcie amerykańska agencja kosmiczna, która dysponuje wystarczającymi zasobami, aby stworzyć eksperyment mogący wydać ostateczny werdykt, podjęła badania nad silnikiem EmDrive. Mianowicie laboratorium eksperymentalne NASA – Eagleworks, gdzie skonstruowano prototypowy silnik EmDrive. Silnik umieszczono w próżni, gdzie wykluczono jakąkolwiek konwekcję cieplną i okazało się, że prototyp rzeczywiście był w stanie wytworzyć ciąg. Według najnowszego raportu NASA laboratorium było w stanie uzyskać ciąg o współczynniku mocy 1,2 ± 0,1 mN/kW. Liczba ta jest wciąż znacznie niższa od mocy stosowanych obecnie silników rakietowych, ale około stukrotnie wyższa od mocy silników fotonowych i żagli słonecznych.

Wraz z publikacją raportu z eksperymentu eksperyment na silniku w warunkach naziemnych prawdopodobnie dobiegł końca. NASA planuje dalsze eksperymenty z EmDrive w kosmosie.

Aplikacja

Obecność takiego silnika w rękach ludzkości znacznie poszerza możliwości eksploracji kosmosu. Zaczynając od stosunkowo małych rozmiarów, EmDrive zainstalowany na ISS znacznie zmniejszyłby rezerwy paliwa na stacji. Wydłużyłoby to żywotność stacji, a także znacznie ograniczyłoby misje cargo związane z dostawą paliwa. W konsekwencji zmniejszeniu ulegnie finansowanie misji i wsparcie funkcjonowania stacji.

Jeśli weźmiemy pod uwagę zwykłego satelitę geostacjonarnego, na którym zostanie zainstalowany ten silnik, wówczas masa aparatu zmniejszy się o ponad połowę. Podobnie obecność EmDrive wpłynie na załogowy statek kosmiczny, który będzie poruszał się zauważalnie szybciej.

Jeśli popracujemy także nad mocą silnika, to według obliczeń potencjał EmDrive pozwala nam dostarczyć sześciu astronautów i część sprzętu, a następnie wrócić na Ziemię w ciągu około 4 godzin. Podobnie lot na Marsa przy użyciu podobnej technologii zajmie kilka miesięcy. Lot do Plutona potrwa około dwóch lat. Nawiasem mówiąc, stacji New Horizons zajęło to 9 lat.

Podsumowując, należy zauważyć, że technologia EmDrive może znacznie zwiększyć prędkość statki kosmiczne, oszczędzaj na eksploatacji urządzeń, a także na paliwie. Ponadto silnik ten pozwala ludzkości na realizację tych misji kosmicznych, które dotychczas były na granicy możliwości.

Podróżowanie z prędkością światła może być możliwe dzięki przypadkowemu odkryciu, ale badacze ostrzegają, aby nie ekscytować się jeszcze możliwą tygodniową podróżą do gwiazdy Alpha Centauri. Nowa technologia silnika, która wcześniej wydawała się niemożliwa, została pomyślnie przetestowana po raz trzeci.

Fizycy-amatorzy i profesjonaliści omawiali wyniki eksperymentu w Internecie, choć nie wydali jeszcze oficjalnych komentarzy.

Zastosowanie takiego silnika nie będzie ograniczać się do poruszania się z prędkościami przekraczającymi prędkość światła. Technologia wyeliminuje potrzebę stosowania paliwa rakietowego w temperaturze , które jest obecnie potrzebne do okresowego przyspieszania, które utrzymuje trajektorię orbity ISS. Wymiana tradycyjny system paliwo rakietowe na konwencjonalnym satelicie geostacjonarnym zmniejszy masę obiektu wystrzelonego w przestrzeń kosmiczną z 3 do 1,3 tony, a tym samym znacznie obniży koszty finansowe.

Prowadzonym eksperymentom wciąż daleko do rzeczywistego zastosowania na statkach kosmicznych, ale pewnego dnia kolejna technologia Star Trek może stać się integralną częścią naszego życia.

Sześcioczęściowy satelita CubeSat firmy Cannae. Renderowanie: Cannae Inc.

Eksperci i entuzjaści spierają się od 2003 roku o możliwość istnienia hipotetycznej „magii” silnik elektromagnetyczny EmDrive. Zasada jego działania jest bardzo prosta: magnetron generuje mikrofale, energia ich oscylacji jest akumulowana w rezonatorze o wysokim Q, a fakt obecności stojącej fali drgań elektromagnetycznych w zamkniętym rezonatorze o specjalnym kształcie jest źródło ciągu. Tworzy to ciąg w zamkniętej pętli, to znaczy w systemie całkowicie odizolowany od środowiska zewnętrznego, brak wydechu.

Z jednej strony silnik ten wydaje się łamać prawo zachowania pędu, na co zwraca uwagę wielu fizyków. Z drugiej strony brytyjski wynalazca Roger Shawyer mocno wierzy w wydajność swojego EmDrive - i (zobacz kilkaset stron dyskusji na forum NASASpaceFlight). Testy przeprowadzone na Ziemi (wyniki 22 testów) zdają się potwierdzać działanie EmDrive.

Pora zakończyć kontrowersje.

Ostatni punkt dyskusji zamierza postawić Guido Fetta, podobnie myślący Scheuer i projektant innego hipotetycznego silnika Cannae Drive, który działa na tej samej zasadzie: generowaniu mikrofal i tworzeniu trakcji w obiegu zamkniętym bez spalin.

17 sierpnia 2016 r. Guido Petta ogłosił, że zamierza wynieść na orbitę eksperymentalny model Cannae Drive i przetestować go w działaniu. Guido Petta jest dyrektorem generalnym Cannae Inc. Teraz Cannae Inc. licencjonowaną technologię napędu elektromagnetycznego firmie Theseus Space Inc., która wyniesie satelitę CubeSat na niską orbitę okołoziemską.

Wśród założycieli Theseus Space znajduje się sama Cannae Inc., a także mało znane firmy LAI International, AZ i SpaceQuest.

Data premiery nie została jeszcze ogłoszona. Być może już w 2017 roku pasjonatom uda się zebrać pieniądze i zbudować eksperymentalne urządzenie.

Jedynym celem tego satelity jest testowanie silnika Cannae Drive przez sześć miesięcy. Satelita będzie próbował poruszać się za pomocą napędu elektromagnetycznego Cannae Drive.

Twórcy Cannae Drive twierdzą, że ich silnik jest w stanie wygenerować ciąg do kilku Newtonów i „więcej”. wysoki poziom", który najlepiej nadaje się do stosowania w małych satelitach. Silnik nie wymaga paliwa i nie posiada układu wydechowego.

Objętość silnika satelity CubeSat wynosi nie więcej niż 1,5 jednostki, czyli 10 x 10 x 15 cm. Źródło zasilania jest mniejsze niż 10 W. Sam satelita będzie się składał z sześciu jednostek.

Satelita firmy Cannae. Renderowanie: Cannae Inc.

Zaraz po udanej demonstracji na orbicie Tezeusz Space zamierza zaoferować nowy silnik producentom zewnętrznym do użytku na innych satelitach.

Entuzjaści są pewni: jeśli EmDrive zadziała, to w przyszłości tak się stanie możliwe stworzenie nie tylko skuteczne silniki kosmiczne, ale także latające samochody, a także statki, samoloty – każdy transport napędzany napędem elektromagnetycznym.

Cannae nie jest jedyną osobą, która chce przetestować napęd elektromagnetyczny w kosmosie. Niemiecki inżynier Paul Kocyla zaprojektował mały kieszonkowy EmDrive i obecnie zbiera pieniądze w ramach kampanii crowdfundingowej. Aby wystrzelić prototyp w przestrzeń kosmiczną na minisatelitie PocketQube, potrzeba 24 200 euro. W trzy miesiące udało nam się zebrać 585 euro.

Prototyp EmDrive autorstwa niemieckiego inżyniera Paula Kocyły

Prace naukowe Scheuera zostały niedawno opublikowane w domenie publicznej. „Na całym świecie ludzie mierzyli apetyt. Niektórzy budowali silniki w swoich garażach, inni w dużych organizacjach. Wszyscy wydzielają apetyt, nie ma tu wielkiej tajemnicy. Niektórzy myślą, że kryje się tu jakaś czarna magia, jednak tak nie jest. Każdy normalny fizyk powinien zrozumieć, jak to działa. Jeśli ktoś nie rozumie, to czas, żeby zmienił pracę” – stwierdził kategorycznie brytyjski inżynier.

. Używane w nimmagnetostrykcja generuje kuchenka mikrofalowa , energia ich oscylacji gromadzi się wrezonator wysoki współczynnik jakości , a według autora promieniowanie przekształca się w ciąg. Na pierwszy rzut oka jest to zwykły silnik fotonowy. Ponieważ obecne jest promieniowanie elektromagnetyczne, spójrz na rysunek z tłumaczeniem.
Wiadomo, że fala elektromagnetyczna to także przepływ korpuskuł fotonowych o różnych energiach. Fotony w widmie rentgenowskim są najgorzej absorbowane i odbijane. Najwyraźniej nie chodzi tu o fotony widma rentgenowskiego, więc mamy tu do czynienia z odbiciem i ponownym odbiciem fotonów z widma niewidzialnego. Jak jednak stwierdzono, powstały ciąg nie mieści się w ramach „teorii fotonów”. Jest znacznie wyższa niż obliczona. Jednocześnie niektórzy badacze generalnie zaprzeczają „teorii fotonów”, czyli rzekomo istnieje „siła nieskompensowana”. I mamy do czynienia z naruszeniem prawa zachowania pędu. W proponowanym artykule wyrażone zostanie zdanie odrębne co do charakteru tej dodatkowej siły. I NERWOŚĆ
(bezwładność ) (od łac. iners, gen. case inertis – nieczynny) w mechanice – właściwość ciał materialnych, objawiająca się tym, że ciało utrzymuje niezmieniony stan swego ruchu lub spoczynku w stosunku do tzw.układ inercyjny odliczanie, gdy wew. wpływy na organizm (siły) są nieobecne lub wzajemnie się równoważą. Jeśli na ciało wpływa brak równowagi. układ sił, wówczas właściwość I. znajduje odzwierciedlenie w fakcie, że zmianapaństwo odpoczynek lub ruch ciała, tj. zmiana prędkości jego punktów następuje stopniowo, a nie natychmiast; w którejruch Im więcej płynu zwiększa się w organizmie, tym wolniej się zmienia. Miarą ciała ja jest jegowaga . Zatem masa jest mianownikiem we wzorze na obliczenie przyspieszenia poprzez siłę (a=F/M) - z czystej fizyki, Istota pomysłu. Być może zmienia się masa ciała. Oznacza to, że tak naprawdę mamy do czynienia z „technologią zerowej wagi”, a dokładniej z masą. Aby zrozumieć istotę tej technologii, zagłębimy się w proponowaną formułę. Przed włączeniem EMG silnik ma masę np. 100 gramów. A gdy tylko się włączył, masa stała się inna. Ale zapomnieli odjąć tę zmianę w formule. Skoro teoretycznie „technologie o wadze zerowej czy masie” istnieją jedynie na kartach książek science fiction.. Naturalnie, bardzo trudno uwierzyć w taki efekt, jak niestabilna masa. Dlaczego wierzysz, że „prawo zachowania pędu” zostało naruszone?
Oznacza to, że w rzeczywistości fizycy mieli do czynienia nie z „nieskompensowaną siłą”, ale ze zmianą masy silnika.
Powiedzmy tak dla czystości eksperymentu, aby udowodnić, że masa silnika EMG rzeczywiście maleje, trzeba go przetestować nie tylko w próżni, ale także zawieszając go na bardzo czułej wadze.

We wszystkich eksperymentach nikt nie pomyślał o ważeniu tego urządzenia w trakcie jego pracy. Prosty diagram oparty na wynikach eksperymentu byłby bardzo pomocny.

Wielki Newton nauczał, że jeśli coś zobaczymy ruch autonomiczny wówczas przyczyną jest siła reakcji. Jeśli widzimy siłę, obserwujemy jakiś rodzaj autonomicznej siły przyspieszającej, to jest to siła reaktywna. I tylko reaktywny. Zobacz tzw. prawo napęd odrzutowy: A = F / M A - przyspieszenie punktu materialnego; F jest wypadkową wszystkich sił przyłożonych do punktu materialnego; m jest masą punktu materialnego. Jeśli masa jest stabilna, wówczas wykryta siła jest rzeczywiście nieskompensowana.

Eksperymenty z masą. Znane są więc eksperymenty, które pokazują, że masa jest pewna Warunki wydają się niespójne. 1. Eksperymenty Miroshnichenko. Mam tu na myśli eksperymenty doktora nauk technicznych Mścisława Mirosznikowa. „Niespokojna masa pokoju”. (TM. 1988.1). Ten sam Mirosznikow wykazał, że masa zamkniętych kolb z wodą destylowaną różni się w zakresie temperatur od 20 do 100 C. Pomiary masy przeprowadzono w komorze próżniowej, aby uniknąć skutków ubocznych. To on potwierdził istnienie efektu redukcji masy ciała pod wpływem pulsacji termicznych lub ruchów Browna. Miroshnikov opisuje również wpływ zmiany ciężaru i ciśnienia w wibrujących układach mechanicznych. 2. Generator masy zerowej A.P. Szczegolewa Znany jest zatem eksperyment z nagrzewaniem stalowej kulki przeprowadzony przez A.P. Szczegolew. Centralny obszar stalowej kuli (r = 50 mm), zamontowanej na wadze precyzyjnej, podgrzano wiązką lasera przez otwór wywiercony w środku kuli. Podczas działania lasera, który podgrzewał stalową kulkę, masa kulki stała się o 200 mg mniejsza niż pierwotna. Gdy piłka ostygła, jej waga została przywrócona. W doświadczeniu kontrolnym z tą samą kulą, podgrzaną w piecu elektrycznym i przeniesioną na wagę w celu ostygnięcia, nie zaobserwowano zmiany masy. Zmianę ciężaru stalowej kuli tłumaczy się pojawieniem się przepływu energii skierowanego od środka na powierzchnię kuli: przepływ energii cieplnej zmniejsza przepływ grawitacyjny do środkaNa piłkę. W wyniku superpozycji przeciwnych przepływów energii zmniejszył się ciężar stalowej kuli.” Oczywiście eksperyment ten należy przeprowadzić w próżni. Ponieważ gorące powietrze przepływa wokół piłki w taki sam sposób, jak ogień „opływa” główkę zapalonej zapałki, a ten przepływ w górę może równie dobrze zmniejszyć ciężar piłki, unosząc ją go do góry w wyniku interakcji dolnej i bocznej powierzchni kuli z przepływami skierowanymi do góry ciepłe powietrze. Ale Miroshnichenko właśnie przeprowadził eksperymenty z kolbami w próżni. 3. Eksperymenty Kunyavsky'ego-Shabetnikova. Okazuje się więc, że efekt redukcji masy obserwuje się także przy pulsacjach elektrycznych. Prace inżyniera z Moskwy Jurija Kunyanskiego. Według autora, w eksperymentach przewodniki pod wpływem stałej pole elektromagnetyczne„obciążony” w próżni o 0,3 - 0,4%, co pod względem „ciągu” zaprojektowanego „silnika antygrawitacyjnego” wyniosło 4 g. „Ciąg”, szczerze mówiąc, nie jest duży, ale inspirowany tym pierwszym sukcesów, Kunyansky wierzył, że przy dalszym nacisku przy obecnym natężeniu liczba ta może wzrosnąć do poziomu 3–5% całkowitej masy „płaszczyzny grawitacyjnej”. V. Shabetnikov odkrył także zjawisko zmniejszania się ciężaru przewodnika w polu grawitacyjnym Ziemi, gdy przepływa przez niego stały prąd elektryczny, proporcjonalnie do natężenia prądu. . Jakie wspólne? Przeanalizujmy, co łączy wszystkie te doświadczenia, w tym sterownik EM? Zacznijmy od eksperymentów z kolbami w próżni. Tak, wszystkie ciała w próżni zaczynają intensywnie promieniować, fale IR, czyli fotony widma termicznego. Wiadomo, że przenoszenie ciepła przez promieniowanie w próżni jest proporcjonalne do pola powierzchni i zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna do czwartej potęgi jej temperatury. Piłka emituje fale IR. Kolby emitują fale podczerwone. I włączenie przewodów do eksperymentów wstrząs elektryczny emitują również fale podczerwone. A wraz ze wzrostem prądu wzrasta tylko intensywność ogrzewania i promieniowania. Silnik EMG również się nagrzewa. To jest cały powód, dla którego wszystkie te urządzenia zaczynają emitować fale IR. A ciała emitujące fale IR mają niestabilną masę. To tyle, jeśli chodzi o technologię „zero masy”. Im bardziej EM silnik będzie się nagrzewał i emitował fale IR, tymjego masa jest mniejsza, czyli zgodnie ze wzorem (a=F/M) Będziemy mieli nienormalnie duży ciąg, który nie zmieści się w obliczeniach, jeśli nie uwzględnimy zmniejszenia masy silnika EM. Kiedy emitują fale IR. Epilog. Oznacza to, że możemy uogólnić, że silnik EM nie zapewnia żadnej „nieskompensowanej siły”. Naukowcy po prostu zetknęli się z „efektem masy zerowej”.Spowodowane intensywnym promieniowaniem fal podczerwonychMamy do czynienia z początkami „technologii o masie zerowej”, a prawo zachowania pędu pozostaje niezmiennie nienaruszalne. Już w latach 50. istniał nawet taki kierunek – mikrofalowe urządzenia do pomiaru mocy oparte na panderomotoryce – „kurtynie” wykonanej z. kwarc, który został „odbity” przez przepływ mikrofal. Współcześnie przyjęto kalorymetryczną (poprzez nagrzewanie obciążenia) metodę pomiaru mocy i wtedy stworzono nawet takie urządzenia z kurtynami. Wszystko nowe jest dobrze zapomniane. Powiedzmy, że musisz pokryć rurę, do której wchodzi promieniowanie mikrofalowe, kwarcem, a ciąg stanie się jeszcze bardziej zauważalny. Literatura 1. Kwantowe wahania próżni wykorzystane w silniku bez paliwa, przetestowane przez NASA http://peswiki.com/index.php/Directory:Emdrive_%28Electromagnetic_Space_Drive%29 2..shtml

Jewgienij Zołotow

Historia o „niemożliwym” silniku EmDrive stała się jednym z jej najchętniej czytanych materiałów. I oczywiście stale śledziłem temat, mając nadzieję, że pewnego dnia napiszę kontynuację. Ale taki przypadek pojawił się dopiero niedawno: w renomowanym czasopiśmie naukowym opublikowano artykuł grupy pracowników jednego z laboratoriów NASA, którzy nie tylko przetestowali silnik w celu ponownego zmierzenia powstałego ciągu, ale także dostarczyli raport z testów do oceny niezależnych ekspertów (tzw. peer review), który nie wykazał żadnych poważnych błędów. Oznacza to, że możliwość stworzenia „niemożliwego” silnika stała się teraz jeszcze większa o rząd wielkości.

Jeśli zapomniałeś lub nigdy nie słyszałeś, pozwól mi przywrócić obraz Ogólny zarys EmDrive, jak się go zwykle nazywa, to w zasadzie zwykła kuchenka mikrofalowa, tylko wykonana nie w kształcie sześcianu, a w kształcie ściętego i co najważniejsze zamkniętego z obu stron stożka. Na wąskim końcu podłącza się emiter mikrofalowy, włącza się i gotowe!

Nie ma paliwa, które można by wyrzucić za burtę. Zatem zgodnie z fizyką klasyczną, a mianowicie prawem zachowania pędu, ciąg nie może powstać. Jednak twórcy EmDrive (brytyjski inżynier Roger Schaer i inne osoby, które później samodzielnie zajęły się tym samym tematem) upierają się, że z różnych powodów – z powodu „nierównowagi kwantowej” lub czegoś innego, w tym samym duchu, czego współczesna fizyka nie bierze pod uwagę - ciąg jest nadal aktualny i rzekomo można go było nawet zmierzyć.

Zauważ, że Schaer i inni nie twierdzą, że prawa Newtona są błędne. Mówią tylko, że natknęli się na efekt, który wyjaśni istniejące prawa. Jest to zasadniczo ważny punkt, co znacznie pomogło „napędowi EM” - wzbudzając zainteresowanie poważnych badaczy.

I tu zaczyna się część paradoksalna. Z jednej strony wszelkie rozsądne źródła popularnonaukowe i naukowe uważają taki silnik za pseudonaukowy. Z drugiej strony niespodziewanie zajęły się nim całkiem poważne osoby: najpierw kilka grup naukowych z Chin, a potem NASA. Od tego czasu nic nie słyszano o Chińczykach, ale Amerykanie nie są straceni: w USA ta praca jest finansowana z kieszeni podatników, więc wyniki powinny być dostępne dla każdego.

A dwa lata temu ukazał się pierwszy, bardzo zachęcający raport NASA: rzeczywiście jest ciąg, choć z nieznanego powodu. A pewnego dnia w prestiżowym czasopiśmie Journal of Propulsion and Power opublikowano informację pracowników laboratorium NASA Eagleworks – w której ponownie potwierdzono fakt wystąpienia ciągu, i to tym razem na czułym zawieszeniu drążka skrętnego w próżni (ale jednak na ziemi). Zaproponowano także ostrożne wyjaśnienie.

Wyjaśnienie jest dalekie od głównej części artykułu, ponieważ jest raczej domysłem, ale to właśnie spowodowało najwięcej hałasu. Faktem jest, że w grę wchodzi istniejąca teoria, która ma dosłownie prawie sto lat: teoria fali pilotującej. Został on zaproponowany jeszcze w latach 20. ubiegłego wieku, a następnie kilkakrotnie udoskonalany.

Obawiam się, że wyjaśnię to bardzo pobieżnie (i byłbym wdzięczny, gdyby eksperci mogli mnie poprawić!), ale zasadniczo chodzi o założenie, że jesteśmy zmuszeni opisywać procesy kwantowe za pomocą niewygodnych metod statystycznych tylko dlatego, że nie zauważamy niektórych cząstek kwantowych dynamiki rzeczywistej niższego poziomu, które w rzeczywistości poruszają się jak ciała makroskopowe, po bardzo specyficznych trajektoriach określonych przez właściwości próżni. Tutaj teoria ta okazała się przydatna, ponieważ pozwala wyjaśnić próżnię jako ośrodek podtrzymujący wahania gęstości: EmDrive przekazuje impuls do próżni (jest od niej odpychany, jak od wody) i tak powstaje ciąg w układzie zamkniętym .

I tu należy podkreślić dwie ważne rzeczy. Po pierwsze, teoria fali pilotującej nie jest wynalazkiem pseudonaukowym, ale jednym z wielu równie prawdopodobnych wyjaśnień procesów kwantowych, które w zadowalający sposób dokładnie opisuje obserwowane efekty, a także znajduje potwierdzenie w danych eksperymentalnych. A po drugie, sam fakt opublikowania artykułu NASA w takiej publikacji przynajmniej usuwa kwestię poprawności pomiaru ciągu na gimbalu (pamiętam, że to był jeden z argumentów sceptyków: mówią, że w realnej przestrzeni silnik zachowa się inaczej). Mówiąc najprościej, artykuł można zrozumieć w następujący sposób: NASA nie wie na pewno, dlaczego występuje ciąg, ale wie, jak go zmierzyć - i przeciętny czytelnik może na nich w tym polegać.

Pojawia się zatem nowe pole do spekulacji. Pomijając liczby, którym w zasadzie nie należy obecnie przywiązywać dużej wagi (zadanie polegało na wykażeniu istnienia efektu, a poszukiwanie sposobów optymalizacji jest na liście przyszłości), autorzy pracy stwierdzają: już w obecna forma EmDrive, choć o rząd wielkości mniej wydajny od klasycznych silników rakietowych, jest o dwa rzędy wielkości bardziej wydajny od innych „bezspalinowych” układów napędowych, takich jak żagiel słoneczny, akceleracja laserowa czy silnik fotonowy. Biorąc pod uwagę, że ograniczenie prędkości narzuca jedynie prędkość światła, a ograniczenia mocy w ogóle nie ma (nic nie stoi na przeszkodzie, aby takie silniki budować z dosłownie wielokilometrowych akumulatorów – prądu by było na tyle, żeby je zasilić!), to robi to Najbardziej EmDrive obiecujący kierunek co najmniej na badania i rozwój Układu Słonecznego.

Oznacza to, że wszystko sprowadza się teraz do ogólnego sprawdzenia przestrzeni. Chińczycy, przypominam, już mieli taki zamiar. Czy już to zrobiłeś i z jakim skutkiem? Nieznany. Jednak w w tym przypadku cisza sprawia, że ​​​​jesteś bardziej ostrożny niż rozczarowany. Przecież jasne jest, że założycielami zostanie pierwszy, który potwierdzi działanie takiego silnika w kosmosie, a następnie pierwszy, który poda uzasadnienie teoretyczne Nowa gałąź fizycy i ojcowie nieoczekiwanych, nieprzewidywalnych odkryć i technologii!

Jak ktoś dobrze powiedział, nie możemy sobie wyobrazić, dokąd zaprowadzi nas EmDrive, jeśli okaże się to prawdą, ponieważ stoimy na samym początku drogi. Tak jak linie widmowe doprowadziły ostatecznie do rewolucji półprzewodnikowej, tak „niemożliwy silnik” „wypychający się z próżni” niekoniecznie musi stać się jedynie podstawą rakiety przyszłości. Skutki uboczne na pewno zostaną odkryte, dokonane zostaną powiązane odkrycia, pojawią się nowe pytania: nie każdego dnia, roku, a nawet stulecia można wyjaśnić lub obalić jedno z podstawowych praw fizyki!

I jak miło, że żyjemy właśnie w tych czasach, kiedy powstaje ta historia!