Nádej astronautiky

Pred niekoľkými mesiacmi laboratórium Eagleworks, ktoré sa nachádza v Lyndon B. Johnson Space Flight Center v Houstone, potvrdilo činnosť motora EmDrive, ktorý musí porušovať jeden zo základných fyzikálnych zákonov – zákon zachovania hybnosti. Výsledky testov sa potom potvrdili vo vákuu (1), čo rozptýlilo skeptikov jedného z argumentov proti tejto technológii.

1. Obrázok testov motora Fetti zaveseného na kyvadle vo vákuu.

Kritici však stále poukazujú na to, že na rozdiel od správ v médiách, NASA motor ešte nebol dokázaný, že skutočne funguje.

Napríklad experimentálne chyby spôsobené najmä vyparovaním materiálov, ktoré tvoria systém pohonu EmDrive - alebo skôr Cannae Drive, pretože tak nazval svoju verziu EmDrive americký dizajnér Guido Fetta.

Odkiaľ pochádza tento zhon?

V súčasnosti sa používa motory kozmických lodí vyžadujú vypustenie plynu z trysky, čo spôsobí, že loď odrazí opačným smerom. Motor, ktorý na svoj chod nepotrebuje taký plyn, by bol veľkým prelomom.

V súčasnosti, aj keby mala kozmická loď prístup k neobmedzenému zdroju slnečnej energie, ako je tomu v prípade elektroiónové trysky, na prácu si vyžaduje palivo, ktorého zdroje sú obmedzené.

EmDrive bol pôvodne duchovným dieťaťom Rogera Scheuera (2), jedného z najvýznamnejších európskych odborníkov na letectvo. Tento dizajn predstavil vo forme kužeľovej nádoby (3).

Jeden koniec rezonátora je širší ako druhý a jeho rozmery sú zvolené tak, aby poskytovali rezonanciu pre elektromagnetické vlny určitej dĺžky.

V dôsledku toho sa tieto vlny, šíriace sa smerom k širšiemu koncu, musia zrýchliť a smerom k užšiemu koncu sa musia spomaliť.

Očakáva sa, že v dôsledku rôznych rýchlostí pohybu budú vlnové fronty vyvíjať rôzny tlak žiarenia na opačné konce rezonátora a tým vytvoria nenulový ťah, ktorý poháňa loď.

Nuž, Newton, máme problém! Pretože podľa nám známej fyziky, ak neaplikujete dodatočnú silu, hybnosť nemá právo rásť. Teoreticky EmDrive funguje pomocou fenoménu radiačného tlaku. Skupinová rýchlosť elektromagnetickej vlny, a teda sila, ktorú vytvára, môže závisieť od geometrie vlnovodu, v ktorom sa šíri.

Podľa Scheuerovej myšlienky, ak postavíte kužeľový vlnovod takým spôsobom, že rýchlosť vlny na jednom konci sa výrazne líši od rýchlosti vlny na druhom konci, potom odrazením tejto vlny medzi dvoma koncami získate rozdiel v tlaku žiarenia. , t.j. sila dostatočná na dosiahnutie ťahu (4).

EmDrive podľa Scheuera neporušuje fyzikálne zákony, ale využíva Einsteinovu teóriu – motor je v inom referenčnom rámci ako „pracovná“ vlna v jeho vnútri. Doteraz boli vyrobené len veľmi malé prototypy EmDrive s prítlačnými silami v rozsahu mikro-Newtonov.

Ako môžete vidieť, nie každý okamžite opúšťa tento koncept, pretože vznikajú nové prototypy. Napríklad veľká výskumná inštitúcia ako China Xi'an Northwest Polytechnic University uskutočnila experimenty, ktorých výsledkom bol prototyp motora s ťahom 720 mikronewtonov.

Možno to nie je veľa, ale niektoré z nich sa používajú v astronautika, iónové trysky už vôbec negenerujú. NASA testovaná verzia EmDrive je dielom amerického dizajnéra Guida Fettiho. Vákuové testovanie kyvadla potvrdilo, že dosahuje ťah 30-50 mikronewtonov.

Bol prevrátený princíp zachovania hybnosti? Pravdepodobne nie. Odborníci z NASA vysvetľujú činnosť motora, presnejšie interakciu s časticami hmoty a antihmoty, ktoré sa v kvantovom vákuu vzájomne anihilujú a následne anihilujú. Teraz, keď sa ukázalo, že zariadenie funguje, by bolo vhodné naštudovať si, ako EmDrive funguje.

3. Jeden z modelov motora EmDrive

Kto nerozumie fyzikálnym zákonom?

Sila, ktorú ponúkajú doteraz postavené prototypy, vás nezrazí z nôh, hoci, ako sme už spomenuli, niektoré iónové motory pracujú v rozsahu mikronewtonov.

4. EmDrive - princíp fungovania

Podľa Scheuera môže byť ťah v EmDrive výrazne zvýšený použitím supravodičov.

Podľa Johna P. Costelliho, známeho austrálskeho fyzika, však Scheuer „nerozumie fyzikálnym zákonom“ a robí okrem iného zásadnú chybu v tom, že vo svojich schémach nezohľadnil silové pôsobenie žiarením na bočné steny rezonátora.

Vysvetlenie zverejnené na stránke Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd uvádza, že ide o zanedbateľnú sumu. Kritici však dodávajú, že Scheuerova teória nebola publikovaná v žiadnom recenzovanom vedeckom časopise.

Najpochybnejšie je ignorovanie princípu zachovania hybnosti, hoci sám Scheuer tvrdí, že chod pohonu ho vôbec neporušuje. Faktom je, že autor zariadenia o ňom zatiaľ nepublikoval ani jeden článok v recenzovanom časopise.

V populárnej tlači sa objavili jediné publikácie, vr. v The New Scientist. Jeho redaktori boli kritizovaní za senzáciechtivý tón článku. O mesiac neskôr vydavateľstvo vytlačilo vysvetlivky a ...ospravedlnenie za uverejnený text.