Tout ce que vous devez savoir sur le propulseur EmDrive

Même si vous ne suivez pas l’évolution de la technologie de propulsion spatiale, vous avez probablement entendu parler de l’EmDrive. Vous avez probablement vu des titres le déclarant la clé du voyage interstellaire, et affirme que cela réduira considérablement le temps de trajet à travers notre système solaire, faisant de nos rêves de personnes marchant sur d'autres planètes encore plus une réalité. Certains prétendent même que cette technologie très controversée est la clé de la création de moteurs de distorsion.

Ce sont des affirmations audacieuses, et comme l’a dit un jour le grand cosmologiste et astrophysicien Carl Sagan, « des affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires ». Avec ça à l’esprit, nous avons pensé qu’il serait utile de décomposer ce que nous savons de l’énigmatique EmDrive et de déterminer s’il s’agit en fait de la clé permettant à l’humanité d’explorer le monde. étoiles.

Alors, sans plus tarder, voici absolument tout ce que vous devez savoir sur le dispositif de propulsion le plus déroutant au monde.

Cet article est périodiquement mis à jour en réponse aux nouvelles et aux développements concernant l'EM Drive et les théories qui l'entourent.

Un nouveau document divulgué par la NASA indique qu'EmDrive pourrait fonctionner

Un article de la NASA divulgué obtenu par l'International Business Times via une publication d'un utilisateur sur les forums NASA Spaceflight. Le message a été initialement supprimé par les modérateurs du forum, mais le document a depuis été publié et reste actuellement visible. ici. Le document est apparemment le même que celui discuté plus tôt dans l’année (rapporté ci-dessous). Les informations contenues dans le document indiquent clairement une version fonctionnelle d'EmDrive, et même si ce n'est pas encore le cas, être publié, il est toujours en cours de diffusion dans le cadre scientifique de l'Institut d'Aéronautique et d'Astronautique. journal, Journal AIAA de propulsion et de puissance.

Comme indiqué ci-dessous, il s’agit d’un énorme pas en avant pour EmDrive et pour ceux qui croient en la technologie théorique. Si le document sur les découvertes de la NASA réussit effectivement et voit le jour – ce qui semble très probable – ce sera une aubaine pour la poursuite de la recherche et du développement de la technologie EmDrive. Cela ouvrirait la porte à des études et à des tests continus et pourrait enfin mettre les humains sur la voie de voyages spatiaux rapides et légers.

Un article d'EmDrive a finalement été accepté par un examen par les pairs

À l'origine, cet article soulignait que les études et articles antérieurs sur EmDrive n'avaient pas été soumis ou n'avaient pas été examinés par les pairs. Cependant, ces jours sont révolus, étant donné un article de la NASA Eagleworks sur le test EmDrive qui a aurait réussi le processus d'examen par les pairs et sera bientôt publié par l’American Institute of Aeronautics and Astronautics’ Journal AIAA de propulsion et de puissance.

Il s'agit d'une étape importante pour EmDrive car elle ajoute de la légitimité à la technologie et aux tests effectués jusqu'à présent, ouvrant la porte à d'autres groupes pour reproduire les tests. Cela permettra également à d’autres groupes de consacrer davantage de ressources à la découverte du pourquoi et du comment du système, ainsi qu’à la manière de le réitérer pour en faire une forme de propulsion viable. Ainsi, même si un seul article évalué par des pairs ne va pas soudainement équiper la race humaine de voyages interplanétaires, c’est la première étape vers la réalisation éventuelle de cet avenir possible.

Qu’est-ce qu’EmDrive ?

En termes simples, l'EmDrive est une énigme. Conçue pour la première fois en 2001 par l’ingénieur aérospatial Roger Shawyer, la technologie peut se résumer à un système de propulsion sans propulseur, ce qui signifie que le moteur n’utilise pas de carburant pour provoquer une réaction. La suppression du besoin de carburant rend un engin beaucoup plus léger, et donc plus facile à déplacer (et moins cher à fabriquer, en théorie). De plus, le moteur hypothétique est capable d’atteindre des vitesses extrêmement élevées – nous parlons potentiellement d’amener les humains aux confins du système solaire en quelques mois.

Le problème est que le concept même d’une pulsion sans réaction est incompatible avec la conservation de l’élan de Newton, qui stipule que dans un système fermé, le moment linéaire et cinétique reste constant quels que soient les changements qui ont lieu au sein dudit système. Plus clairement: à moins qu’une force extérieure ne soit appliquée, un objet ne bougera pas.

Les pulsions sans réaction sont ainsi nommées parce qu’il leur manque la « réaction » définie dans la troisième loi de Newton: « Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. » Mais ça va à l'encontre de notre compréhension fondamentale actuelle de la physique: une action (propulsion d'un engin) se déroulant sans réaction (allumage du carburant et expulsion de la masse) devrait être impossible. Pour qu’une telle chose se produise, cela signifierait qu’un phénomène encore indéfini est en train de se produire – ou que notre compréhension de la physique est complètement fausse.

Comment fonctionne EmDrive ?

Laissant de côté les improbabilités potentiellement révolutionnaires de la technologie, décomposons en termes simples le fonctionnement du moteur proposé. L'EmDrive est ce qu'on appelle un Propulseur à cavité résonante RF, et est l'une des nombreuses machines hypothétiques qui utilisent ce modèle. Ces conceptions fonctionnent en faisant en sorte qu'un magnétron pousse les micro-ondes dans un cône tronqué fermé, puis pousse contre l'extrémité courte du cône et propulse l'engin vers l'avant.

Cela contraste avec la forme de propulsion actuelle des engins spatiaux, qui brûlent de grandes quantités de carburant pour expulser une quantité massive d’énergie et de masse pour propulser l’engin dans les airs. Une métaphore souvent utilisée pour illustrer l'inefficacité de cette méthode consiste à comparer les particules poussant contre le enceinte et production de poussée à l'acte de s'asseoir dans une voiture et de pousser un volant pour déplacer la voiture avant.

Bien que des tests aient été effectués sur des versions expérimentales du moteur - avec de faibles apports d'énergie entraînant une poussée de quelques micronewtons (environ autant de force que le poids) d'un centime) — Le premier article évalué par des pairs n'a été accepté que récemment, et aucun des résultats d'autres tests n'a jamais été publié dans un ouvrage évalué par des pairs. journal. Il est possible que certains résultats de poussée positifs aient été causés par une interférence ou une erreur non comptabilisée avec l’équipement de test. Le fait que l’article de NASA Eagleworks aurait été accepté par un examen par les pairs et sera publié dans Journal AIAA de propulsion et de puissance ajoute cependant un peu de légitimité à ces affirmations.

Bien qu'il y ait eu beaucoup de scepticisme concernant l'EmDrive avant l'article d'Eagleworks, il est Il est important de noter qu'un certain nombre de personnes ont testé le lecteur et ont déclaré avoir atteint poussée.

• En 2001, Shawyer a reçu une subvention de 45 000 £ du gouvernement britannique pour tester l'EmDrive. Son test aurait atteint une force de 0,016 Newton et nécessité 850 watts de puissance, mais aucun examen par les pairs des tests ne l'a vérifié. Il convient cependant de noter que ce nombre était suffisamment faible pour qu’il s’agisse potentiellement d’une erreur expérimentale.
• En 2008, Yang Juan et une équipe de chercheurs chinois de la Northwestern Polytechnical University auraient a vérifié la théorie derrière les propulseurs à cavité résonante RF, et a ensuite construit leur propre version en 2010, tester le lecteurplusieurs fois de 2012 à 2014. Les résultats des tests auraient été positifs, atteignant jusqu'à 750 mN (millinewtons) de poussée et nécessitant 2 500 watts de puissance.
• En 2014, des chercheurs de la NASA ont testé leur propre version d'un EmDrive, y compris dans le vide strict. Une fois de plus, le groupe a fait état d’une poussée (environ 1/1 000 des affirmations de Shawyer), et encore une fois, les données n’ont jamais été publiées par des sources évaluées par des pairs. D’autres groupes de la NASA sont sceptiques quant aux affirmations des chercheurs, mais dans leur article, il est clairement indiqué que ces résultats ne confirment ni n’infutent l’idée, mais appellent plutôt à des tests supplémentaires.
• En 2015, ce même groupe de la NASA a testé une version de Cannae Drive (née Q Drive) de l’ingénieur chimiste Guido Fetta, et poussée nette positive signalée. De même, un groupe de recherche de l'Université technologique de Dresde a également testé le lecteur, encore une fois. orientation en matière de reporting, à la fois prévu et inattendu.
• Encore un autre test réalisé par un groupe de recherche de la NASA, Eagleworks, fin 2015 semble avoir confirmé la validité de l'EmDrive. Le test a corrigé des erreurs survenues lors des tests précédents et, étonnamment, le moteur a atteint sa poussée. Cependant, le groupe n’a pas encore soumis ses conclusions à un examen par les pairs. Il est possible que d’autres erreurs imprévues dans l’expérience aient été à l’origine de la poussée (dont la plus probable) est que le vide a été compromis, ce qui a provoqué une expansion de la chaleur dans l'environnement de test et un déplacement du conduire). Que les résultats soient finalement publiés ou non, des tests supplémentaires doivent être effectués. C’est exactement ce que le Glenn Research Center de Cleveland, Ohio, le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins ont l’intention de faire. Pour les partisans d’EmDrive, il semble y avoir un certain espoir.

À la mi-2016, une nouvelle théorie a été avancée par le physicien Michael McCulloch, chercheur à l'Université de Plymouth au Royaume-Uni, qui pourrait offrir une explication de la poussée observée lors des tests. La théorie de McCulloch traite de l'inertie et de ce qu'on appelle l'effet Unruh - un concept prédit par la relativité, ce qui fait paraître l'univers plus chaud à mesure que vous accélérez, la chaleur étant observée par rapport à la accélération.

La nouvelle théorie de McCulloch porte sur le concept non confirmé du rayonnement d'Unruh, qui déduit que les particules se former à partir du vide de l'espace en conséquence directe du réchauffement observé de l'univers dû à accélération. Ce concept théorique s'inscrit largement dans notre compréhension actuelle de l'univers et prédit les résultats de l'inertie que nous connaissons actuellement. observer, à une exception notable près: de petites accélérations à l'échelle de ce qui a été observé lors des tests de l'EM Conduire.

Cette accélération résulte des particules de rayonnement Unruh, dont les longueurs d'onde augmentent à mesure que l'accélération diminue. Les particules Unruh à différentes longueurs d'onde devraient s'adapter à chaque extrémité du cône de l'EM Drive, et comme s'ils rebondissaient à l'intérieur du cône, leur inertie changerait également, ce qui entraînerait finalement poussée.

La théorie de McCulloch est, certes, un peu difficile à exprimer en termes succincts et simples. Si vous êtes curieux et souhaitez approfondir vos lectures sur la théorie, vous pouvez lire L'intégralité de l'article de McCulloch discutant de sa théorie ici. Le point ici est que, si l’effet Unruh et le rayonnement Unruh étaient confirmés, cela offrirait une explication tout à fait plausible aux observations de poussée apparemment jusqu’ici impossibles de l’EM Drive. Cela nécessitera des recherches et des expérimentations supplémentaires et donnera au système de propulsion encore plus d’élan pour les tests.

Implications d'un EmDrive fonctionnel

Il est facile de voir combien de membres de la communauté scientifique se méfient des poussées EmDrive et des cavités résonantes RF. Mais d’un autre côté, la richesse des études soulève quelques questions: pourquoi y a-t-il un tel intérêt pour cette technologie, et pourquoi tant de gens souhaitent la tester? Quelles sont exactement les affirmations faites à propos de ce lecteur qui en font une idée si attrayante? Alors que tout, depuis les satellites de contrôle de la température atmosphérique jusqu'aux automobiles plus sûres et plus efficaces, a été présenté comme un potentiel applications pour le lecteur, le véritable attrait de la technologie - et l'impulsion pour sa création en premier lieu - réside dans les implications pour l'espace voyage.

Un vaisseau spatial équipé d’un moteur sans réaction pourrait potentiellement atteindre la Lune en quelques heures seulement, Mars en deux à trois mois et Pluton en deux ans. Ce sont des affirmations extrêmement audacieuses, mais si l’EmDrive s’avère être une technologie légitime, elles ne seront peut-être pas si farfelues. Et comme il n’est pas nécessaire d’emballer plusieurs tonnes de carburant, les engins spatiaux deviennent moins chers, plus faciles à produire et beaucoup plus légers.

Pour la NASA et d'autres organisations similaires, y compris les nombreuses sociétés spatiales privées comme SpaceX, les vaisseaux spatiaux légers et abordables qui peuvent voyager rapidement vers des régions éloignées de l’espace sont en quelque sorte un Licorne. Mais pour que cela devienne une réalité, il faut que la science s’additionne.

Shawyer est catégorique sur le fait qu’il n’est pas nécessaire de recourir à la pseudoscience ou aux théories quantiques pour expliquer le fonctionnement d’EmDrive. Au lieu de cela, il estime que les modèles actuels de la physique newtonienne offrent une explication et a écrit articles sur le sujet, dont l'un est actuellement en cours de révision par les pairs (séparément de l'Eagleworks papier). Il s'attend à ce que l'article soit publié cette année. Alors que dans le passé, Shawyer a été critiqué par d'autres scientifiques pour sa science incorrecte et incohérente, si le document est effectivement publié, il pourrait commencer à légitimer EmDrive et inciter à davantage de tests et recherche.

Malgré son insistance sur le fait que le lecteur se comporte selon les lois de la physique, cela ne l’a pas empêché de faire des affirmations audacieuses concernant EmDrive. Shawyer a déclaré publiquement que ce nouveau disque produisait des bulles de distorsion qui permettent au disque de se déplacer, affirmant que c'est ainsi que les résultats des tests de la NASA ont probablement été obtenus. De telles affirmations ont suscité beaucoup d'intérêt en ligne, mais ne sont pas appuyées par des données claires et nécessiteront (à tout le moins) des tests et des débats approfondis afin d'être pris au sérieux par la communauté scientifique - dont la majorité reste sceptique quant à Les affirmations de Shawyer. Espérons qu'avec ce nouvel article évalué par des pairs, davantage de tests EmDrive seront entrepris, aidant à élucider le fonctionnement de cette chose.

Colin Johnston du Planétarium d'Armagh a écrit une critique détaillée de l'EmDrive et les résultats non concluants de nombreux tests. De même, Corey S. Powell de la découverte a écrit son propre acte d'accusation de Shawyer’s EmDrive et de Fetta’s Cannae Drive, ainsi que la récente ferveur suscitée par les découvertes de la NASA. Tous deux soulignent la nécessité d’une plus grande discrétion dans les rapports sur de tels cas. Professeur et physicien mathématicien, John C. Baez a exprimé son épuisement face à la persistance de la technologie conceptuelle dans les débats et les discussions, qualifiant la notion même de pulsion sans réaction de «balivernes.» Son rejet passionné fait écho aux sentiments de beaucoup d’autres.

EmDrive de Shawyer a été accueilli avec enthousiasme ailleurs, y compris sur le site Web. NASASpaceFlight.com – où les informations sur les tests les plus récents d’Eagleworks ont été publiées pour la première fois – et la revue populaire New Scientist, qui a publié un article favorable et optimiste sur EmDrive. (Les éditeurs ont ensuite publié une déclaration selon laquelle, malgré l'enthousiasme persistant suscité par l'idée, ils auraient dû fait preuve de plus de tact en écrivant sur le sujet controversé.)

L’article de NASA Eagleworks ouvre la porte à une meilleure compréhension de la technologie et à son perfectionnement. Un EmDrive démontrable et fonctionnel pourrait ouvrir des possibilités passionnantes pour les voyages spatiaux et terrestres, sans parler de remettre en question toute notre compréhension de la physique.