Hopp om astronautiken

För några månader sedan bekräftade Eagleworks-laboratoriet, beläget vid Lyndon B. Johnson Space Flight Center i Houston, driften av EmDrive-motorn, som borde bryta mot en av fysikens grundläggande lagar - lagen om bevarande av momentum. Testresultaten bekräftades sedan i ett vakuum (1), vilket skingrade skeptiker till ett av argumenten mot denna teknik.

1. Bild av tester av en Fetty-motor upphängd på en pendel i vakuum.

Men kritiker påpekar fortfarande att, i motsats till mediarapporter, NASA Det är ännu inte bevisat att motorn faktiskt fungerar.

Exempelvis experimentella fel orsakade i synnerhet av avdunstning av material som ingår i EmDrive-drivsystemet - eller snarare Cannae Drive, eftersom det är vad den amerikanske designern Guido Fetta kallade sin version av EmDrive.

Var kommer denna brådska ifrån?

Används för närvarande motorer i rymdfarkoster de kräver att gas släpps ut från ett munstycke, vilket får fartyget att studsa i motsatt riktning. En motor som inte krävde sådan gas för att fungera skulle vara ett stort genombrott.

För närvarande, även om rymdfarkosten hade tillgång till en obegränsad källa till solenergi, vilket är fallet med elektriska jonmotorer, för att driva det krävs bränsle, vars resurs är begränsad.

EmDrive var ursprungligen skapat av Roger Scheuer (2), en av Europas mest framstående flygexperter. Han presenterade denna design i form av en konisk behållare (3).

Ena änden av resonatorn är bredare än den andra, och dess dimensioner är valda på ett sådant sätt att de ger resonans för elektromagnetiska vågor av en viss längd.

Som ett resultat måste dessa vågor, som utbreder sig mot den bredare änden, accelereras, och mot den smalare änden måste de sakta ner.

Det förväntas att vågfronterna, som ett resultat av olika rörelsehastigheter, kommer att utöva olika strålningstryck på motsatta ändar av resonatorn och därigenom skapa icke-noll dragkraft som driver fartyget.

Nåväl, Newton, vi har ett problem! För enligt den fysik vi känner till, om ytterligare kraft inte appliceras, har farten ingen rätt att växa. Teoretiskt arbetar EmDrive med fenomenet strålningstryck. Grupphastigheten för en elektromagnetisk våg, och därmed den kraft den skapar, kan bero på geometrin hos vågledaren i vilken den utbreder sig.

Enligt Scheuers idé, om man bygger en konisk vågledare på ett sådant sätt att hastigheten på vågen i ena änden skiljer sig markant från hastigheten på vågen i andra änden, så får man genom att reflektera denna våg mellan de två ändarna en skillnad i strålningstryck, dvs. tillräcklig kraft för att uppnå dragkraft (4).

Enligt Scheuer bryter EmDrive inte mot fysikens lagar, utan använder sig av Einsteins teori – motorn befinner sig i en annan referensram än den "arbetande" vågen inuti den. Hittills har endast mycket små EmDrive-prototyper med dragkrafter i micronewton-sortimentet byggts.

Som du kan se överger inte alla detta koncept omedelbart när nya prototyper skapas. Till exempel genomförde en stor forskningsinstitution som Kinas Xi'an Northwest Polytechnic University experiment som resulterade i skapandet av en prototypmotor med en dragkraft på 720 mikronewton.

Det kanske inte är många, men några av dem används i astronautik, jonmotorer de genererar inte längre alls. Den version av EmDrive som testats av NASA är ett verk av den amerikanske designern Guido Fetti. Vakuumtester av pendeln bekräftade att den uppnår en dragkraft på 30-50 mikronewton.

Har principen om bevarande av momentum upphävts? Antagligen nej. NASA-experter förklarar motorns funktion, mer exakt, genom interaktion med partiklar av materia och antimateria, som ömsesidigt förintar i kvantvakuumet och sedan ömsesidigt förintar. Nu när enheten har visat sig fungera vore det lämpligt att undersöka hur EmDrive fungerar.

3. En av EmDrive-motormodellerna

Vem förstår inte fysikens lagar?

Kraften som erbjuds av de prototyper som byggts hittills kommer inte att slå dig från fötterna, även om som vi redan har nämnt, vissa av jonmotorer de verkar i micronewton-sortimentet.

4. EmDrive - funktionsprincipen

Enligt Scheuer kan dragkraften i EmDrive ökas avsevärt genom användning av supraledare.

Enligt John P. Costelli, en berömd australiensisk fysiker, förstår Scheuer emellertid inte fysikens lagar och gör bland annat ett grundläggande misstag genom att han i sina diagram inte tog hänsyn till kraften som strålning utövar. på resonatorns sidoväggar.

En förklaring som publicerats på Shawyers webbplats för Satellite Propulsion Research Ltd säger att det rör sig om ett litet belopp. Kritiker tillägger dock att Scheuers teori inte har publicerats i någon vetenskaplig tidskrift.

Det mest tveksamma är att ignorera principen om bevarande av momentum, även om Scheuer själv hävdar att driften av driften inte bryter mot den alls. Faktum är att författaren till enheten ännu inte har publicerat ett enda verk om den i en peer-reviewed tidskrift.

De enda publikationerna förekom i populärpressen, inkl. i The New Scientist. Hans redaktörer kritiserades för den sensationella tonen i artikeln. En månad senare publicerade förlaget förklaringar och... ber om ursäkt för den publicerade texten.