Speranța în astronautică
În urmă cu câteva luni, laboratorul Eagleworks, situat la Centrul de Zbor Spațial Lyndon B. Johnson din Houston, a confirmat funcționarea motorului EmDrive, care trebuie să încalce una dintre legile fundamentale ale fizicii - legea conservării impulsului. Rezultatele testelor au fost apoi confirmate în vid (1), ceea ce i-a spulberat pe scepticii unuia dintre argumentele împotriva acestei tehnologii.
1. Imagine cu testele motorului Fetti suspendat pe un pendul în vid.
Cu toate acestea, criticii subliniază în continuare că, spre deosebire de rapoartele presei, NASA motorul nu a fost încă dovedit că funcționează efectiv.
De exemplu, erori experimentale cauzate, în special, de evaporarea materialelor care alcătuiesc sistemul de antrenare EmDrive – sau mai degrabă Cannae Drive, pentru că așa a numit designerul american Guido Fetta versiunea sa de EmDrive.
De unde această grabă?
Momentan în uz motoare de nave spațiale ele necesită ca gaz să fie aruncat dintr-o duză, determinând nava să sară în direcția opusă. Un motor care nu necesită acest tip de gaz pentru a funcționa ar fi o mare descoperire.
În prezent, chiar dacă nava spațială avea acces la o sursă nelimitată de energie solară, așa cum este cazul propulsoare electroionice, pentru muncă necesită combustibil, a cărui resursă este limitată.
EmDrive a fost inițial creația lui Roger Scheuer (2), unul dintre cei mai eminenți experți aeronautici din Europa. El a prezentat acest design sub forma unui recipient conic (3).
Un capăt al rezonatorului este mai lat decât celălalt, iar dimensiunile sale sunt alese astfel încât să ofere rezonanță pentru undele electromagnetice de o anumită lungime.
Ca urmare, aceste unde, care se propagă spre capătul mai larg, trebuie să fie accelerate, iar spre capătul mai îngust, trebuie să încetinească.
Este de așteptat ca, ca urmare a diferitelor viteze de mișcare, fronturile de undă să exercite o presiune diferită de radiație pe capetele opuse ale rezonatorului și, prin urmare, să creeze o forță diferită de zero care propulsează nava.
Ei bine, Newton, avem o problemă! Pentru că, conform fizicii cunoscute de noi, dacă nu aplicați forță suplimentară, impulsul nu are dreptul să crească. Teoretic, EmDrive funcționează folosind fenomenul presiunii radiațiilor. Viteza de grup a unei unde electromagnetice și, prin urmare, forța generată de aceasta, poate depinde de geometria ghidului de undă în care se propagă.
Conform ideii lui Scheuer, dacă construiți un ghid de undă conic în așa fel încât viteza undei la un capăt să difere semnificativ de viteza undei la celălalt capăt, atunci reflectând această undă între cele două capete, obțineți diferența de presiune a radiației. , adică forță suficientă pentru a obține tracțiunea (4).
Potrivit lui Scheuer, EmDrive nu încalcă legile fizicii, ci folosește teoria lui Einstein - motorul se află într-un cadru de referință diferit de valul „de lucru” din interiorul său. Până acum, au fost construite doar prototipuri EmDrive foarte mici cu forțe de tracțiune în gama micro-Newton.
După cum puteți vedea, nu toată lumea abandonează imediat acest concept pe măsură ce sunt create noi prototipuri. De exemplu, o mare instituție de cercetare precum Universitatea Politehnică din China Xi'an Northwest a efectuat experimente care au dus la un prototip de motor cu o forță de 720 de micronewtoni.
Poate că nu este mult, dar unele dintre ele sunt folosite în astronautică, propulsoare ionice nu mai generează deloc. Versiunea testată de NASA a EmDrive este opera designerului american Guido Fetti. Testarea în vid a pendulului a confirmat că atinge o forță de 30-50 micronewtoni.
A fost răsturnat principiul conservării impulsului? Probabil nu. Experții NASA explică funcționarea motorului, mai precis, interacțiunea cu particulele de materie și antimaterie, care se anihilează reciproc în vidul cuantic, iar apoi se anihilează reciproc. Acum că s-a demonstrat că dispozitivul funcționează, ar fi potrivit să studiem modul în care funcționează EmDrive.
3. Unul dintre modelele de motor EmDrive
Cine nu înțelege legile fizicii?
Puterea oferită de prototipurile construite până acum nu vă trage din picioare, deși, așa cum am menționat, unele dintre motoare ionice ele operează în intervalul micronewtonului.
4. EmDrive - principiul de funcționare
Potrivit lui Scheuer, împingerea în EmDrive poate fi crescută mult prin utilizarea supraconductoarelor.
Cu toate acestea, potrivit lui John P. Costelli, un cunoscut fizician australian, Scheuer „nu înțelege legile fizicii” și face, printre altele, o greșeală fundamentală prin faptul că nu a ținut cont în schemele sale de forța care acționează prin radiaţii pe pereţii laterali ai rezonatorului.
O explicație postată pe site-ul web Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd afirmă că aceasta este o sumă neglijabilă. Cu toate acestea, criticii adaugă că teoria lui Scheuer nu a fost publicată în nicio revistă științifică evaluată de colegi.
Cel mai dubios lucru este ignorarea principiului conservării impulsului, deși Scheuer însuși susține că funcționarea unității nu îl încalcă deloc. Faptul este că autorul dispozitivului nu a publicat încă o singură lucrare despre el într-un jurnal evaluat de colegi.
Singurele publicații au apărut în presa populară, inclusiv. în The New Scientist. Editorii săi au fost criticați pentru tonul senzațional al articolului. O lună mai târziu, editura a tipărit explicații și... scuze pentru textul publicat.
