Håb om astronautik

For et par måneder siden bekræftede Eagleworks-laboratoriet, der ligger ved Lyndon B. Johnson Space Flight Center i Houston, driften af ​​EmDrive-motoren, som skal overtræde en af ​​fysikkens grundlæggende love – loven om bevarelse af momentum. Testresultaterne blev derefter bekræftet i et vakuum (1), hvilket fordrev skeptikerne til et af argumenterne imod denne teknologi.

1. Billede af test af Fetti-motoren ophængt på et pendul i et vakuum.

Kritikere påpeger dog stadig, at i modsætning til mediernes rapporter, NASA det er endnu ikke bevist, at motoren rent faktisk virker.

For eksempel eksperimentelle fejl forårsaget af især fordampning af materialer, der udgør EmDrive-drivsystemet - eller rettere Cannae Drive, for det var sådan den amerikanske designer Guido Fetta kaldte sin version af EmDrive.

Hvorfor dette hastværk?

I øjeblikket i brug rumfartøjsmotorer de kræver, at der udstødes gas fra en dyse, hvilket får skibet til at hoppe i den modsatte retning. En motor, der ikke kræver den slags gas for at køre, ville være et stort gennembrud.

På nuværende tidspunkt, selvom rumfartøjet havde adgang til en ubegrænset kilde til solenergi, som det er tilfældet med elektroioniske thrustere, til arbejde kræver det brændstof, hvis ressource er begrænset.

EmDrive var oprindeligt udtænkt af Roger Scheuer (2), en af ​​Europas mest fremtrædende luftfartseksperter. Han præsenterede dette design i form af en konisk beholder (3).

Den ene ende af resonatoren er bredere end den anden, og dens dimensioner er valgt på en sådan måde, at de giver resonans for elektromagnetiske bølger af en vis længde.

Som følge heraf skal disse bølger, der udbreder sig mod den bredere ende, accelereres, og mod den smallere ende skal de bremse.

Det forventes, at bølgefronterne som følge af forskellige bevægelseshastigheder vil udøve forskelligt strålingstryk på de modsatte ender af resonatoren og derved skabe et ikke-nul tryk, der driver skibet frem.

Nå, Newton, vi har et problem! For ifølge den fysik, vi kender, har momentumet ingen ret til at vokse, hvis du ikke anvender yderligere kraft. Teoretisk arbejder EmDrive ved hjælp af fænomenet strålingstryk. Gruppehastigheden af ​​en elektromagnetisk bølge, og dermed den kraft, der genereres af den, kan afhænge af geometrien af ​​den bølgeleder, hvori den udbreder sig.

Ifølge Scheuers idé, hvis man bygger en konisk bølgeleder på en sådan måde, at bølgehastigheden i den ene ende adskiller sig væsentligt fra bølgehastigheden i den anden ende, så får man ved at reflektere denne bølge mellem de to ender forskellen i strålingstrykket , dvs. kraft tilstrækkelig til at opnå tryk (4).

Ifølge Scheuer overtræder EmDrive ikke fysikkens love, men bruger Einsteins teori – motoren er i en anden referenceramme end den "arbejdende" bølge inde i den. Indtil videre er der kun bygget meget små EmDrive-prototyper med trykkræfter i mikro-Newton-serien.

Som du kan se, er det ikke alle, der straks opgiver dette koncept, da nye prototyper bliver skabt. For eksempel udførte en stor forskningsinstitution som China Xi'an Northwest Polytechnic University eksperimenter, der resulterede i en prototypemotor med et tryk på 720 mikronewton.

Det er måske ikke meget, men nogle af dem bruges i astronautik, ion thrustere de genererer slet ikke mere. Den NASA-testede version af EmDrive er værket af den amerikanske designer Guido Fetti. Vakuumtest af pendulet har bekræftet, at det opnår en fremdrift på 30-50 mikronewton.

Er princippet om bevarelse af momentum blevet omstødt? Sandsynligvis nej. NASA-eksperter forklarer motorens funktion, mere præcist, interaktionen med partikler af stof og antistof, som gensidigt tilintetgør i kvantevakuumet og derefter gensidigt tilintetgør. Nu hvor enheden har vist sig at virke, ville det være passende at undersøge, hvordan EmDrive virker.

3. En af EmDrive-motormodellerne

Hvem forstår ikke fysikkens love?

Den kraft, der tilbydes af de prototyper, der er bygget indtil videre, slår dig ikke væk fra dine fødder, selvom, som vi har nævnt, nogle af de ionmotorer de opererer i micronewton-området.

4. EmDrive - princippet om drift

Ifølge Scheuer kan fremdriften i EmDrive øges kraftigt ved brug af superledere.

Men ifølge John P. Costelli, en kendt australsk fysiker, "forstår Scheuer ikke fysikkens love" og begår blandt andet en grundlæggende fejl, idet han ikke i sine skemaer tog hensyn til den kraft, der virker. ved stråling på resonatorens sidevægge.

En forklaring offentliggjort på Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd's hjemmeside siger, at dette er et ubetydeligt beløb. Kritikere tilføjer dog, at Scheuers teori ikke er blevet publiceret i noget peer-reviewed videnskabeligt tidsskrift.

Det mest tvivlsomme er at ignorere princippet om bevarelse af momentum, selvom Scheuer selv hævder, at driften af ​​drevet slet ikke overtræder det. Faktum er, at forfatteren af ​​enheden endnu ikke har offentliggjort et eneste papir om det i et peer-reviewed tidsskrift.

De eneste publikationer udkom i populærpressen, inkl. i The New Scientist. Dens redaktører blev kritiseret for artiklens sensationelle tone. En måned senere trykte forlaget forklaringer og ... undskyldninger for den offentliggjorte tekst.