Udhëtimi me shpejtësi të lehtë mund të jetë i mundur falë një zbulimi aksidental, por studiuesit paralajmërojnë se nuk duhet të gëzoheni për një udhëtim të mundshëm njëjavor në yllin Alpha Centauri. Teknologjia e re e motorit, e cila më parë dukej e pamundur, është testuar me sukses për herë të tretë.
Fizikantët dhe profesionistët amatorë kanë diskutuar rezultatet e eksperimentit në internet, megjithëse nuk kanë dhënë ende komente zyrtare.
Përdorimi i një motori të tillë nuk është i kufizuar në udhëtimin me shpejtësi që tejkalojnë shpejtësinë e dritës. Teknologjia do të heqë nevojën për të përdorur karburantin e raketave, i cili tani është i nevojshëm për nxitimin periodik, duke ruajtur trajektoren e ISS në orbitë. Zëvendësimi i sistemit tradicional të karburantit të raketave në një satelit konvencional gjeostacionar do të zvogëlojë masën e një objekti të lëshuar në hapësirë nga 3 në 1.3 ton dhe kështu do të zvogëlojë ndjeshëm kostot financiare.
Eksperimentet që po kryhen janë ende shumë larg zbatimit të vërtetë në anijen kozmike, por një ditë teknologjia tjetër Star Trek mund të bëhet një pjesë integrale e jetës sonë.
Pavarësisht se çfarë ndodh më pas, Roger Shoer mund të jetë krenar. Shtë e pamundur të dihet nëse EM Drive -i i tij revolucionar do të vijë në jetë, por ideja e tij nuk duket më aq absurde sa ishte në të kaluarën. Pavarësisht dekadave të skepticizmit dhe mohimit, teknologjia e Schoer më në fund ka filluar të pranohet nga shkencëtarët. Pyetja e vetme është se ku do të shkojnë studiuesit me të.
Popullariteti në rritje i EM Drive është nxitur nga raportet e NASA -s që konfirmojnë se motori mund të prodhojë një shtytje të besueshme. Por në të njëjtën kohë, agjencia hapësinore distancohet nga rezultatet. Një raport më i fundit thotë se testet janë kryer në një dhomë vakumi, duke iu përgjigjur kritikëve të cilët kanë argumentuar se testet e motorit në kushte atmosferike kanë dështuar.
Karakteristika kryesore e EM Drive është se ky motor shtytës jet me sa duket nuk kërkon karburant. Kjo do të thotë që një grup i disa disqeve EM mund të mundësohen nga panelet diellore dhe të prodhojnë një përshpejtim të vogël të pafund, duke zgjidhur kështu shumë nga problemet më të vështira të udhëtimit të largët në hapësirë. Studiuesi i Eagleworks Harold White parashikon që një anije kozmike e drejtuar mund të arrijë në Mars në vetëm 70 ditë duke përdorur vetëm 0.4 N / kW, që është rreth 10 herë më efiçente në energji sesa një makinë jonike moderne.
Por natyra e tij pa karburant bie në kundërshtim me ligjin e ruajtjes së vrullit, pasi do të prodhojë një forcë ballore pa një forcë të barabartë të kundërt në drejtim. Kështu, EM Drive duket të jetë një lloj makine lëvizëse e përhershme.
Nuk ka gjasa që Schoer të krijojë motorin e parë në botë për të hedhur poshtë ligjet themelore të fizikës, por është e mundur që EM Drive të ruajë vrullin përmes një procesi të panjohur. Procesi më i përmendur është polarizimi i vakumit, i cili përfshin krijimin e grimcave me jetë të shkurtër në vakumin e hapësirës, të cilat EM Drive i konverton në plazmë dhe i nxjerr ato në një drejtim specifik. Nëse kjo ide është e saktë, atëherë motori është ende duke përdorur një formë të karburantit, duke qëndruar kështu brenda ligjeve fizike të universit.
Alsoshtë gjithashtu e mundur që EM Drive të jetë disi një prototip për ngarjen Star Trek - fusha e tij elektrike ngjesh hapësirën në pjesën e përparme të diskut dhe zgjerohet në pjesën e pasme. NASA Eagleworks e testoi atë me impulse lazer dhe zbuloi se motori po shkaktonte shtrembërim me lazer. Kjo mund të jetë për shkak të shtrembërimit të hapësirës dhe kohës, por këto studime u kryen në atmosferë, jo në një vakum. Studiuesit pastaj mund të fillojnë eksperimentet me interferometrin në një vakum për të përjashtuar mundësinë që ajri të jetë duke shkaktuar difraksion lazer të vërejtur.
Për momentin, aplikimi praktik i EM Drive është ende shumë larg, megjithëse eksperimente të tilla tregojnë se parimi i tij funksionon. Motori është ende një objekt polemikash shkencore, por fakti që shkencëtarë seriozë nga autoritetet më të larta janë të përfshirë në testimin e përshpejtuesit dëshmon se EM Drive nuk është aq i pashpresë sa pretendojnë shumë.
Sateliti Cannae i gjashtë njësive CubeSat. Render: Cannae Inc.
Ekspertët dhe entuziastët po argumentojnë që nga viti 2003 në lidhje me mundësinë e ekzistencës së një motori hipotetik "magjik" elektromagnetik EmDrive. Parimi i funksionimit të tij është shumë i thjeshtë: një magnetron gjeneron mikrovalë, energjia e lëkundjeve të tyre grumbullohet në një rezonator me cilësi të lartë, dhe fakti i pranisë së një valë të qëndrueshme të lëkundjeve elektromagnetike në një rezonator të mbyllur të një forme të veçantë është një burim shtytjeje. Kjo krijon shtytje në një lak të mbyllur, domethënë në sistem, plotësisht i izoluar nga mjedisi i jashtëm, pa shter.
Nga njëra anë, ky motor duket se shkel ligjin e ruajtjes së vrullit, siç tregohet nga shumë fizikanë. Nga ana tjetër, shpikësi britanik Roger Shawyer ka një besim të thellë në EmDrive të tij - dhe (shikoni disa qindra faqe diskutimi në forumin NASASpaceFlight). Testet e kryera në Tokë (rezultatet e 22 testeve) duket se konfirmojnë funksionalitetin e EmDrive.
Timeshtë koha për t'i dhënë fund polemikës.
Pika përfundimtare në mosmarrëveshje do të vihet nga Guido Fetta - një person me mendje të përbashkët të Scheuer dhe projektuesi i një motori tjetër hipotetik, Cannae Drive, i cili punon në të njëjtin parim: gjenerimi i mikrovalëve dhe krijimi i shtytjes në një mbyllur lak pa shter.
Më 17 gusht 2016, Guido Petta njoftoi se ai synon të nisë një Cannae Drive eksperimental në orbitë - dhe ta testojë atë në veprim. Guido Petta është CEO i Cannae Inc. Tani Cannae Inc. ka licencuar teknologjinë shtytëse elektromagnetike te Theseus Space Inc., e cila do të nisë satelitin CubeSat në orbitën e ulët të tokës.
Ndër themeluesit e Theseus Space janë vetë Cannae Inc., si dhe firmat pak të njohura LAI International, AZ dhe SpaceQuest.
Data e lansimit nuk është shpallur ende. Ndoshta entuziastët do të jenë në gjendje të mbledhin para dhe të ndërtojnë një aparat eksperimental në 2017.
Misioni i vetëm i satelitit është të testojë motorin Cannae Drive për gjashtë muaj. Sateliti do të përpiqet të lëvizë duke përdorur shtytjen elektromagnetike Cannae Drive.
Zhvilluesit e Cannae Drive pohojnë se motori i tyre është i aftë të gjenerojë shtytje deri në disa Njutonë dhe "nivele më të larta", e cila është më e përshtatshme për t'u përdorur në satelitë të vegjël. Motori nuk kërkon karburant dhe nuk ka shkarkues.
Vëllimi i motorit në satelitin CubeSat nuk është më shumë se 1.5 njësi, domethënë 10 × 10 × 15 cm. Furnizimi me energji elektrike është më pak se 10 vat. Sateliti në vetvete do të përbëhet nga gjashtë njësi.
Sateliti i kompanisë Cannae. Render: Cannae Inc.
Pas një demonstrimi të suksesshëm në orbitë, Theseus Space synon t'u ofrojë motorin e ri prodhuesve të palëve të treta për përdorim në satelitë të tjerë.
Entuziastët janë të sigurt: nëse EmDrive funksionon, atëherë në të ardhmen do të bëhet e mundur të krijohen jo vetëm motorë hapësinorë efikas, por edhe makina fluturuese, si dhe anije, aeroplanë - çdo transport me shtytje elektromagnetike.
Cannae nuk është e vetmja që kërkon të testojë funksionimin e një motori elektromagnetik në hapësirë. Inxhinieri gjerman Paul Kocyla krijoi një EmDrive të vogël me madhësi xhepi dhe tani po mbledh para përmes një fushate të financimit të turmës. Për të nisur një prototip në hapësirë në mini-satelitin PocketQube, kërkohen 24.200 euro. Në tre muaj, ne arritëm të mbledhim 585 euro.
Prototipi EmDrive nga inxhinieri gjerman Paul Kotsyly
Punimet shkencore të Scheuer u botuan kohët e fundit në qasje të hapur. "Në të gjithë botën, njerëzit kanë matur dëshirat. Disa ndërtuan motorë në garazhet e tyre, të tjerë në organizata të mëdha. Të gjithë japin dëshira, nuk ka sekret të madh. Dikush mendon se ekziston një lloj magjie e zezë, por nuk është kështu. Çdo fizikant i arsyeshëm duhet të kuptojë se si funksionon. Nëse dikush nuk e kupton, është koha që ai të ndryshojë punë, "tha kategorikisht inxhinieri britanik.
Eksplorimi i suksesshëm i hapësirës kërkon që njerëzimi të studiojë dhe zbulojë teknologji të reja që do të bënin të mundur pajisjen më të fuqishme dhe krijimin e sistemeve për të siguruar jetën e ekuipazhit për fluturime të mëtejshme në hapësirë. Një teknologji e tillë revolucionare mund të jetë motori hipotetik elektromagnetik EmDrive, i cili deri vonë konsiderohej i pamundur. Sidoqoftë, në vitin 2016, NASA publikoi rezultatet e hulumtimit dhe eksperimenteve të kryera në motor, të cilat dëshmojnë performancën e tij. Hapi tjetër i agjencisë amerikane të hapësirës në studimin e kësaj çështjeje është kryerja e eksperimenteve në motorin EmDrive në hapësirën e jashtme.
Por le të fillojmë me rregull
Para së gjithash, le të shqyrtojmë shkurtimisht parimin e funksionimit të një motori rakete të zakonshëm. Ekzistojnë tre nga llojet më të njohura të motorëve të raketave:
- Kimikati është lloji më i zakonshëm i motorit të raketave. Parimi i tij i funksionimit është si më poshtë: në varësi të gjendjes së grumbullimit të karburantit (karburant i ngurtë ose motor i lëngshëm), në një mënyrë ose në një tjetër, oksiduesi përzihet me karburantin, duke formuar karburant. Pas një reaksioni kimik, karburanti digjet, duke lënë pas produktet e djegies - një gaz i nxehtë që zgjerohet me shpejtësi. Avioni i këtij gazi del nga hunda e raketës, duke formuar të ashtuquajturin "lëng pune", i cili është avioni shumë "i zjarrtë" që ne shpesh e shohim, për shembull, në shfaqje televizive ose filma.
- Bërthamore - një lloj motori në të cilin një gaz (për shembull, hidrogjeni ose amoniaku) nxehet si rezultat i marrjes së energjisë nga reaksionet bërthamore (ndarje ose bashkim bërthamor).
- Elektrike - një motor në të cilin ngrohja e gazit ndodh për shkak të energjisë elektrike. Për shembull, lloji termik i një motori të tillë ngroh gazin (lëngu i punës) duke përdorur një element ngrohje, ndërsa lloji statik përshpejton lëvizjen e grimcave të gazit duke përdorur një fushë elektrostatike.
Montimi i një motori jet
Trupi i një motori të tillë duhet të përbëhet nga metali jo i konsumueshëm.
Pavarësisht nga zgjedhja e llojit të motorit, do të kërkojë një furnizim mbresëlënës të karburantit për të funksionuar, gjë që e bën anijen kozmike shumë më të rëndë dhe kërkon më shumë energji nga i njëjti motor.
Motori EmDrive - çfarë është dhe si funksionon?
Në vitin 2001, inxhinieri britanik Roger Scheuer propozoi një lloj të ri të motorit elektrik, parimi i të cilit është thelbësisht i ndryshëm nga parimi i funksionimit të motorëve të listuar më lart.
Dizajni është një dhomë metalike e mbyllur (rezonator) në formën e një koni të cunguar (diçka si një kovë me kapak), e cila ka një koeficient të caktuar reflektimi të rrezatimit në mikrovalë. Një magnetron i lidhur me kon krijon rrezatim elektromagnetik në rangun e mikrovalës, i cili hyn në rezonator dhe krijon një të ashtuquajtur valë në këmbë atje. Për shkak të rezonancës, energjia e dridhjes së mikrovalëve rritet.
Siç e dini, drita, ose rrezatimi elektromagnetik, ushtron presion mbi një sipërfaqe. Për shkak të ngushtimit të dhomës në njërën anë, presioni i mikrovalëve në bazën më të vogël të konit të cunguar është më i vogël se presioni në bazën më të madhe. Nëse e konsiderojmë dhomën si një sistem të mbyllur, atëherë efekti i përshkruar më sipër do të rezultojë vetëm në një ngarkesë në materialin e dhomës, dhe më shumë në njërën anë të tij. Sidoqoftë, krijuesi i konceptit të motorit EmDrive pretendon se ky sistem është i hapur për shkak të shpejtësisë kufizuese të lëvizjes së rrezatimit elektromagnetik ("shpejtësia e dritës").
Parimi fizik i funksionimit të një motori të tillë nuk është plotësisht i qartë. Roger Scheuer është i bindur se shpjegimi i kësaj teknologjie është i mundur brenda kuadrit të mekanikës së mirënjohur Njutoniane. Ndoshta, për shkak të pranisë së koeficientit të reflektimit të rrezatimit me mikrovalë në dhomë, një pjesë e vogël e rrezatimit del jashtë, jashtë zgavrës, gjë që e bën sistemin të hapur. Në të njëjtën kohë, emetimi i rrezatimit nga ana e bazës më të madhe të konit të cunguar ndodh në një masë më të madhe për shkak të sipërfaqes më të madhe të bazës. Atëherë rrezatimi dalës i mikrovalës do të jetë një analog i lëngut të punës, i cili krijon shtytjen që shtyn anijen në drejtim të kundërt nga mikrovalët e rrezatuara.
Në të njëjtën kohë, studiuesit e NASA sugjerojnë që veprimi i vërtetë i motorit qëndron shumë më thellë, në mekanikën kuantike, në relativitetin e përgjithshëm, sipas të cilit sistemi është i hapur. Duke e thjeshtuar sa më shumë teorinë, mund të themi se grimcat mund të zhduken dhe të lindin në një lak të mbyllur të hapësirë-kohës.
Disa organizata kërkimore, përfshirë NASA, kanë vlerësuar mundësinë e zbatimit të motorit me këtë metodë.
Rezultatet eksperimentale
Gjatë 15 viteve, shumë eksperimente janë kryer. Dhe ndërsa rezultatet e shumicës së tyre konfirmuan efikasitetin e konceptit të motorit, mendimi i ekspertëve të pavarur ndryshonte nga ai i eksperimentuesve. Arsyeja kryesore për të hedhur poshtë rezultatet e eksperimenteve është fakti i dizajnit dhe zbatimit të gabuar të eksperimentit.
Së fundi, agjencia hapësinore amerikane, e cila ka burime të mjaftueshme për të krijuar një eksperiment të aftë për të dhënë verdiktin përfundimtar, ka marrë studimin e motorit EmDrive. Gjegjësisht - laboratori eksperimental i NASA - Eagleworks, ku u ndërtua prototipi i motorit EmDrive. Motori u vendos në një vakum, ku asnjë konvekcion termik nuk u përjashtua, dhe doli që prototipi ishte vërtet i aftë për të dhënë shtytje. Sipas një raporti të fundit nga NASA, laboratori ishte në gjendje të merrte shtytje që kishte një faktor fuqie prej 1.2 ± 0.1 mN / kW. Kjo shifër është akoma shumë më e ulët se fuqia e motorëve të raketave të përdorur sot, por rreth njëqind herë më e lartë se fuqia e motorëve foton dhe velave diellore.
Me publikimin e raportit të eksperimentit, eksperimenti në motor në kushte tokësore ka të ngjarë të ketë përfunduar. NASA planifikon të kryejë eksperimente të mëtejshme në EmDrive në hapësirë.
Aplikacion
Prania e një motori të tillë në duart e njerëzimit zgjeron ndjeshëm mundësitë e eksplorimit të hapësirës. Duke filluar me një relativisht të vogël - EmDrive i instaluar në ISS do të zvogëlonte ndjeshëm rezervat e karburantit të stacionit. Kjo do të zgjaste jetën e stacionit, si dhe do të zvogëlonte ndjeshëm misionet e ngarkesave për shpërndarjen e karburantit. Rrjedhimisht, financimi për misionet dhe mirëmbajtjen e stacionit do të zvogëlohet.
Nëse marrim parasysh një satelit të zakonshëm gjeostacionar në të cilin do të instalohet ky motor, atëherë masa e aparatit do të përgjysmohet. Në mënyrë të ngjashme, prania e EmDrive do të ndikojë në anijen kozmike të drejtuar, e cila do të lëvizë dukshëm më shpejt.
Nëse ne ende punojmë në fuqinë e motorit, atëherë, sipas llogaritjeve, potenciali i EmDrive bën të mundur dorëzimin e gjashtë astronautëve dhe disa pajisjeve, dhe pastaj kthimin në Tokë për rreth 4 orë. Në mënyrë të ngjashme, një fluturim në Mars, me këtë teknologji, do të zgjasë disa muaj. Fluturimi për në Pluton do të zgjasë rreth dy vjet. Nga rruga, u desh stacioni i New Horizons 9 vjet.
Duke përmbledhur, duhet të theksohet se teknologjia EmDrive është në gjendje të rrisë ndjeshëm shpejtësinë e anijeve kozmike, duke kursyer në funksionimin e automjeteve, si dhe në karburant. Për më tepër, ky motor i lejon njerëzimit të kryejë ato misione hapësinore që deri më tani kanë qenë në kufirin e të mundshmes.
Revista shkencore e Institutit Amerikan të Aeronautikës dhe Astronautikës botoi një artikull mbi një pajisje të çuditshme dhe të diskutueshme - motorin EmDrive. Sipas një numri fizikantësh, ky model, në parim, nuk mund të funksionojë. Kjo do të shkelte një ligj themelor të natyrës, ruajtjen e vrullit. Të tjerët po përpiqen të gjejnë një shpjegim të arsyeshëm pse EmDrive punon, ose të paktën dëshmi të besueshme të punës së tij. Ata tërhiqen nga një objektiv i lëkundshëm por madhështor - një motor i aftë për të shndërruar energjinë elektrike në shtytje pa karburant ose shpërthim avioni. Ose - mbyllja përfundimtare e një mosmarrëveshjeje të gjatë.
Publikimi shkencor mund të jetë një hap i rëndësishëm në historinë e motorit "të pamundur". Megjithë ekzistencën e dhjetëra testeve eksperimentale, rezultatet e tyre nuk janë publikuar në revista të rishikuara nga kolegët. Kjo pengohet nga mungesa e bazave teorike për të shpjeguar se si funksionon EmDrive. Për më tepër, shumë eksperimente nuk mund të quhen "të pastra" - ka shumë faktorë që mund të japin pamjen e funksionimit të motorit. Ne do të flasim për to më vonë, por le të fillojmë me pyetje të tjera.
Cfare eshte?
Ky është një motor hipotetik i propozuar nga shpikësi britanik Roger Scheuer. Ushqimi me energji elektrike (sipas Scheuer dhe mbështetësve të tij jo shumë) krijon një shtytje të dobët pa përdorur një lëng pune. Disa eksperimente të tjera tregojnë këtë fakt të çuditshëm. Sidoqoftë, shkelja e hapur e ligjit të ruajtjes së vrullit na detyron t'i qasemi deklaratave të tilla me kujdes të veçantë - dhe shumë ekspertë tregojnë gabime në hartimin e eksperimenteve që mund të krijojnë iluzionin e një shtytje të dobët, por ekzistuese.
Motori i mrekullisë është rregulluar thjesht, çdo entuziast që ka zotëruar kontrollin e një hekuri bashkues mund ta montojë atë. Ai përbëhet nga dy pjesë kryesore: një magnetron dhe një rezonator. Një magnetron është një tub vakumi i përdorur për të gjeneruar rrezatim në një mikrovalë konvencionale. Përbëhet nga një cilindër-anodë e zbrazët dhe një katodë qendrore e flokëve. Nën ndikimin e tensionit, elektronet fluturojnë jashtë katodës dhe fillojnë të lëvizin përgjatë trajektoreve komplekse brenda cilindrit, duke lëshuar mikrovalë. Ato transmetohen përgjatë valëzuesit nga magnetroni në rezonator, i cili duket si një kovë bakri, e mbyllur me kapak. Sipas shpikësit të motorit, Roger Scheuer, këtu fillon argëtimi.
Sipas Scheuer, tipari kryesor i EmDrive është forma e rezonatorit. Shpikësi supozon se për shkak të ndryshimit në diametrin e mureve të përparme dhe të pasme (si fundi i një kovë dhe kapaku i tij), forca të ndryshme veprojnë mbi to, të shkaktuara nga një valë elektromagnetike në këmbë në rezonator. Rezultati i tyre dhe e shtyn motorin përpara, duke krijuar një shtytje, e cila drejtohet drejt "fundit". Më pas, pas disa raporteve që argumentuan me këtë ide, Scheuer sqaroi se mekanizmi i vërtetë është disi më i ndërlikuar dhe mund të shoqërohet me shfaqjen e efekteve të teorisë speciale të relativitetit (SRT).
Çfarë nuk shkon me të?
Në të vërtetë, nëse shikoni shpjegimin e parë të mekanizmit të motorit, rezulton se i ngjan historisë së Baron Munchausen, i cili tërhoqi veten dhe kalin e tij nga këneta për flokët. EmDrive është një sistem i mbyllur që nuk hedh asgjë në hapësirën përreth. Një objekt i tillë nuk mund të rrisë impulsin e tij pa ndikime të jashtme, ashtu si Munchausen nuk mund ta rrisë atë, pavarësisht se sa shumë e tërhoqi. Përkrahësit e motorit kundërshtojnë këto argumente duke sugjeruar se rezonatori mund të zmbrapset nga gjendja e vakumit, ose mund të tërhiqet për të shpjeguar SRT. Sidoqoftë, fizikantët kanë vërejtur vazhdimisht vrazhdësinë e vlerësimeve të tilla ose mungesën e kuptimit fizik në to.
Sidoqoftë, thelbi i deklaratave të Scheuer -it nuk konsistonte aq shumë në përshkrimet teorike sa në faktin se ai dyshohet se regjistroi shtytjen e vërtetë nga motori. Në faqen e tij të internetit, studiuesi tregon një vlerë të fuqisë prej rreth 200-230 mN / kW - më shumë se ajo e motorëve jon që shtyjnë anijet kozmike, duke nxjerrë grimca të ngarkuara të përshpejtuara në një fushë elektrike.
Duke vendosur se ishte teoricienët për të shpjeguar këtë dëshirë, disa grupe eksperimentuesish testuan EmDrive në laboratorët e tyre. Kjo punë është bërë nga studiues nga Universiteti Politeknik Veriperëndimor i Kinës dhe Universiteti Teknik i Dresdenit. Kohët e fundit, atyre iu bashkuan autorët e artikullit të botuar në Journal of Propulsion and Power, studiues nga divizioni Eagleworks i NASA -s, të cilët tradicionalisht janë përfshirë në projektet më të diskutueshme dhe "futuristike" të agjencisë.
Po, por e vogël?
Testet e para dhanë rezultate në dukje inkurajuese: një forcë e caktuar veproi në pajisjen e ndezur. Sidoqoftë, vlera e tij doli të ishte shumë më pak se vlera e parashikuar nga Scheuer, dhe sa më saktë të ishte vendosur eksperimenti, aq më pak shtytje u regjistrua. Por çështja është në parim: nga mund të vijë fare? Përveç shpjegimeve konfuze të Scheuer -it, ka disa procese anësore që teorikisht mund të sigurojnë tërheqje. Këto mund të jenë rrjedhjet e ajrit të lidhura me ngrohjen e motorit, ose zgjerimin termik të vetë konfigurimit eksperimental. Një forcë e dobët mund të krijohet nga zmbrapsja nga ngarkesat që "vendosen" në muret e dhomës së provës, ose ndërveprimi i EmDrive me fushat magnetike të telave, ose presioni i rrezatimit që largohet nga rezonatori.
Mënyra më e lehtë për t'u marrë me rrymat e ajrit është kryerja e testeve në një vakum. Teste të tilla u kryen nga shkencëtarët nga Dresden, të cilët gjetën shtytje në një nivel prej vetëm 0.02-0.03 mN / kW - në kufirin e gabimit të matjes. Për më tepër, fizikanët vunë re se ata përdorën një rezonator (i njëjti "kovë" bakri) me një faktor të ulët Q. Rrezatimi e la shpejt, duke rritur shanset që proceset e tjera anësore të kontribuojnë. NASA Eagleworks mori numra pak më të lartë - 1.2 ± 0.1 mN / kW. Duke vepruar kështu, ata pretendojnë se kanë gjetur të gjitha burimet e mundshme të proceseve anësore.
Itshtë shumë apo pak?
Duke folur rreptësisht, një millinewton (mN) është më pak se pesha e një kokërre sheqeri. Por nëse flasim për një fluturim jet në hapësirë, atëherë edhe një goditje prej 1 mN, duke vepruar vazhdimisht për disa vjet, bën të mundur përshpejtimin e një aparati 100 kilogramë me shpejtësi të mirë.
Mund të llogaritet se në dhjetë vjet një sondë e tillë do të përshpejtohet me 3 km / s dhe (duke marrë parasysh shpejtësinë e dytë të lëshimit kozmik) do të kapërcejë rreth 3.5 miliardë km. Por nëse vlerësojmë shtytjen në nivelin që premton Scheuer (200 mN / kW), atëherë marrim nxitim tashmë deri në 600 km / s dhe një distancë prej 660 njësive astronomike - distanca nga Dielli në Tokë.
Pra - dobët, por për një kohë shumë të gjatë dhe duke përdorur ekonomikisht lëngun e punës - funksionojnë motorët jon dhe foton. "Xhirimi" i parë në hapësirën e ngarkuar me jone, u përshpejtua në dhjetëra kilometra në sekondë. Shtytja e tyre mund të arrijë 60 mN / kW, por ato kërkojnë përdorimin e një lëngu pune - zakonisht një furnizim me gaz inert. Për shembull, aparati Dawn, i cili kohët e fundit përfundoi misionin e tij kryesor për të eksploruar Ceres, u detyrua të marrë në bord 425 kg ksenon.
Motorët fotonikë kanë shtytje pakrahasimisht më të ulët, të rendit të disa mikronewtoneve për kilovat të fuqisë lazer. Burimi i shtytjes në to është impulsi i fotoneve që fluturojnë në hapësirën e jashtme. Nga ana tjetër, motorët foton nuk kërkojnë marrjen e karburantit ose lëngun e punës me ta.
Në fund të vitit 2016, Akademia Kineze e Teknologjisë Hapësinore (CAST) njoftoi se për disa vjet tani ajo po kryen kërkimet e veta mbi potencialin e EmDrive dhe aplikimet e tij. Sipas një prej drejtuesve të CAST Chen Yue, organizata kreu eksperimentet e veta, "shumë vite dhe shumë herë të përsëritura", të cilat konfirmuan praninë e shtytjes në EmDrive. Prototipi i përdorur në Kinë prodhoi vetëm disa milinwtons, por modele të reja për 100 mN dhe më shumë do të zhvillohen së shpejti. Ndoshta ata do të testohen tashmë në orbitë.
Ne nuk duhet të harrojmë për motorët pasivë që nuk kërkojnë as energji elektrike as karburant për punën e tyre - për velat diellore. Shtytja që ata zhvillojnë përcaktohet nga zona e lundrimit dhe distanca nga Dielli. Pranë Tokës, 1 m² material reflektues do të zhvillojë një shtytje prej 0.1 mN. Shtytja e përgjithshme e automjetit eksperimental japonez IKAROS me një lundrim 200 m² arriti vetëm 2 mN. Për të kuptuar shkallën, le të shtojmë se shtytja e motorëve të raketës super të rëndë Saturn V, e cila dërgoi astronautët në Hënë, ishte 34,000,000 N.
Ndoshta ata e kanë gabim?
Publikimi i një punimi në një revistë shkencore të rishikuar do të thotë që artikulli është shqyrtuar nga disa ekspertë të pavarur në fushën përkatëse. Kjo procedurë mban një nivel mjaft të lartë artikujsh, por edhe ajo nuk shmang gabimet.
Ju mund të kujtoni sesi në 2014 bashkëpunimi ndërkombëtar BICEP publikoi rezultatet e kërkimit të tij afatgjatë në një nga revistat shkencore më prestigjioze, Physical Review Letters. Shkencëtarët pohuan se kanë zbuluar gjurmë të valëve gravitacionale gjatë studimit të rrezatimit të sfondit. Sidoqoftë, ky interpretim ishte i pasaktë dhe rezultatet e bujshme u ndikuan nga pluhuri galaktik.
Revista në të cilën ekipi Eagleworks publikoi punën e tyre mburret me indeksin e citimit shtatë herë më të ulët se Letrat e Fizikut të Rishikimit. Prandaj, madje ekziston një mendim se procedura e rishikimit në të nuk është aq e rreptë dhe mund të ketë humbur punën, pavarësisht të metave. Vlen të përmendet se ndarja Eagleworks e NASA -s në vetvete është një laborator shumë i vogël me financim prej 50,000 dollarë në vit. Kjo vështirë se mund të jetë e mjaftueshme për të kryer kërkime me precizion të lartë dhe për të blerë pajisjet e nevojshme.
Punon - mirë?
Nëse do të ekzistonin njëqind për qind prova të performancës së EmDrive, ato do të kërkonin punë serioze të teoricienëve. Por deri më tani mungesa e një shpjegimi është një shkëmb i palëkundur mbi të cilin janë thyer të gjitha argumentet e entuziastëve shumë të mëdhenj të "motorit të pamundur". Madje u bë një argument për refuzimin e botimit të artikujve të hershëm në revista të mëdha shkencore.
Njerëzve më të thjeshtë u pëlqen të vënë re se "funksionon dhe në rregull, nuk keni pse të dini se si." Sidoqoftë, kjo qasje mund të çojë në probleme të papritura në misionet afatgjata hapësinore. Për shembull, nëse funksionimi i motorit shoqërohet me një fushë magnetike, atëherë ai mund të sillet në mënyrë të paparashikueshme midis fushave magnetike të hapësirës së hapur. Askush nuk dëshiron që anija kozmike të humbasë burimin e saj të vetëm të shtytjes diku në gjysmë të rrugës drejt Marsit ose objekteve të largëta të brezit Kuiper. Pra, kërkesa klasike për të paraqitur dëshmi të besueshme duhet domosdoshmërisht të shoqërohet me kërkesën për të shpjeguar gjithçka që ndodh në motor - por deri më tani krijuesit e EmDrive nuk mund të tregojnë as njërën as tjetrën.
Interestingshtë interesante të gjurmosh pse shkencëtarët profesionistë po punojnë në projekte të tilla të dyshimta. Nga njëra anë, zbulimi i goditjes së vërtetë në EmDrive mund të tregojë efekte thelbësisht të reja dhe "fizikë të re" të shumëpritur përtej kufijve të modeleve ekzistuese. Nga ana tjetër, duke "mbyllur" shtytjen e një motori të pamundur, shkencëtarët do të jenë në gjendje të zgjidhin përfundimisht mosmarrëveshjen që i ka mërzitur prej kohësh të gjithë. Dhe gjatë rrugës-për të krijuar metoda të reja ultra të sakta për studimin e forcave ultra të ulëta.