एमड्राइव थ्रस्टर के बारे में वह सब कुछ जो आपको जानना आवश्यक है

भले ही आप अंतरिक्ष प्रणोदन प्रौद्योगिकी के विकास से जुड़े नहीं हैं, फिर भी आपने शायद EmDrive के बारे में सुना होगा। आपने संभवतः शीर्षकों को इसकी घोषणा करते हुए देखा होगा अंतरतारकीय यात्रा की कुंजी, और दावा है कि यह हमारे सौर मंडल में यात्रा के समय को काफी कम कर देगा, जिससे अन्य ग्रहों पर चलने वाले लोगों के हमारे सपने और भी अधिक वास्तविकता बन जाएंगे। यहां तक ​​दावा किया गया है कि यह अत्यधिक विवादास्पद तकनीक वार्प ड्राइव बनाने की कुंजी है।

ये साहसिक दावे हैं, और जैसा कि महान ब्रह्मांड विज्ञानी और खगोल भौतिकीविद् कार्ल सागन ने एक बार कहा था, "असाधारण दावों के लिए असाधारण साक्ष्य की आवश्यकता होती है।" उस के साथ मन में, हमने सोचा कि रहस्यमय EmDrive के बारे में हम जो जानते हैं उसे तोड़ना उपयोगी होगा, और क्या यह वास्तव में मानव जाति की खोज की कुंजी है सितारे।

तो बिना किसी देरी के, यहां दुनिया के सबसे रहस्यमय प्रणोदन उपकरण के बारे में वह सब कुछ है जो आपको जानना आवश्यक है।

यह लेख ईएम ड्राइव और इसके आसपास के सिद्धांतों के संबंध में समाचारों और विकासों के जवाब में समय-समय पर अद्यतन किया जाता है।

नासा का एक नया, लीक हुआ पेपर संभावित रूप से काम करने वाले EmDrive की ओर इशारा करता है

इंटरनेशनल बिजनेस टाइम्स द्वारा प्राप्त नासा का एक लीक पेपर नासा स्पेसफ़्लाइट फ़ोरम पर एक उपयोगकर्ता द्वारा पोस्ट के माध्यम से। पोस्ट को मूल रूप से फ़ोरम के मॉडरेटर द्वारा हटा दिया गया था, हालाँकि, दस्तावेज़ तब से पोस्ट किया गया है और वर्तमान में देखने योग्य बना हुआ है यहाँ. यह पेपर जाहिरा तौर पर वही है जिस पर वर्ष की शुरुआत में चर्चा की गई थी (नीचे रिपोर्ट की गई है)। पेपर में दी गई जानकारी स्पष्ट रूप से EmDrive के कार्यशील संस्करण की ओर इशारा करती है, और जबकि यह अभी तक नहीं हुआ है प्रकाशित होने के बावजूद, यह अभी भी इंस्टीट्यूट ऑफ एयरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स के वैज्ञानिक में चलने के लिए तैयार है पत्रिका, एआईएए जर्नल ऑफ प्रोपल्शन एंड पावर.

जैसा कि नीचे चर्चा की गई है, यह EmDrive और सैद्धांतिक प्रौद्योगिकी में विश्वास करने वालों के लिए एक बड़ा कदम है। यदि नासा के निष्कर्षों पर आधारित पेपर वास्तव में सफल होता है और दिन के उजाले को देखता है - जिसकी बहुत संभावना है - तो यह एमड्राइव तकनीक के आगे के शोध और विकास के लिए एक वरदान होगा। यह निरंतर अध्ययन और परीक्षणों के लिए द्वार खोलेगा, और अंततः मनुष्यों को तेज़, हल्के अंतरिक्ष यात्रा के लिए सड़क पर ला सकता है।

एक EmDrive पेपर अंततः सहकर्मी समीक्षा द्वारा स्वीकार कर लिया गया है

मूल रूप से, इस लेख में बताया गया है कि EmDrive पर पिछले अध्ययन और पेपर या तो प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, या सहकर्मी समीक्षा में उत्तीर्ण नहीं हुए हैं। हालाँकि, एमड्राइव परीक्षण पर नासा ईगलवर्क्स के पेपर को देखते हुए वे दिन अतीत की बात हो गए हैं कथित तौर पर सहकर्मी समीक्षा प्रक्रिया पारित कर दी और जल्द ही अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स द्वारा प्रकाशित किया जाएगा। एआईएए जर्नल ऑफ प्रोपल्शन एंड पावर.

यह EmDrive के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि यह प्रौद्योगिकी और अब तक किए गए परीक्षणों में वैधता जोड़ता है, जिससे अन्य समूहों के लिए परीक्षणों को दोहराने का द्वार खुल जाता है। इससे अन्य समूहों को यह पता लगाने के लिए और अधिक संसाधन समर्पित करने की अनुमति मिलेगी कि यह क्यों और कैसे काम करता है, और इसे प्रणोदन का एक व्यवहार्य रूप बनाने के लिए ड्राइव पर कैसे पुनरावृत्ति की जाए। इसलिए, जबकि एक सहकर्मी-समीक्षित पेपर मानव जाति को अचानक अंतरग्रहीय यात्रा से लैस नहीं करने जा रहा है, यह अंततः उस संभावित भविष्य को साकार करने की दिशा में पहला कदम है।

एमड्राइव क्या है?

सीधे शब्दों में कहें तो EmDrive एक पहेली है। पहली बार 2001 में एयरोस्पेस इंजीनियर रोजर शॉयर द्वारा डिजाइन की गई इस तकनीक को एक प्रणोदक रहित प्रणोदन प्रणाली के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि इंजन प्रतिक्रिया पैदा करने के लिए ईंधन का उपयोग नहीं करता है। ईंधन की आवश्यकता को दूर करने से एक शिल्प काफी हल्का हो जाता है, और इसलिए इसे ले जाना आसान हो जाता है (और सैद्धांतिक रूप से बनाना सस्ता हो जाता है)। इसके अलावा, काल्पनिक ड्राइव अत्यधिक उच्च गति तक पहुंचने में सक्षम है - हम संभावित रूप से कुछ ही महीनों में मनुष्यों को सौर मंडल की बाहरी पहुंच तक पहुंचाने की बात कर रहे हैं।

मुद्दा यह है कि, प्रतिक्रियाहीन ड्राइव की पूरी अवधारणा न्यूटन के गति के संरक्षण के साथ असंगत है, जो बताती है एक बंद प्रणाली के भीतर, रैखिक और कोणीय गति स्थिर रहती है, चाहे इसके भीतर कोई भी परिवर्तन क्यों न हो प्रणाली। अधिक स्पष्ट रूप से: जब तक कोई बाहरी बल नहीं लगाया जाता, कोई वस्तु हिलेगी नहीं।

प्रतिक्रियाहीन ड्राइव को इस तरह नाम दिया गया है क्योंकि उनमें न्यूटन के तीसरे नियम में परिभाषित "प्रतिक्रिया" का अभाव है: "प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।" लेकिन ये चलता है भौतिकी की हमारी वर्तमान मौलिक समझ के विपरीत: प्रतिक्रिया के बिना होने वाली एक क्रिया (एक यान का प्रणोदन) (ईंधन का प्रज्वलन और द्रव्यमान का निष्कासन) होना चाहिए असंभव। ऐसी किसी चीज़ के घटित होने का मतलब होगा कि एक अभी तक अपरिभाषित घटना घटित हो रही है - या भौतिकी के बारे में हमारी समझ पूरी तरह से ग़लत है।

EmDrive "कैसे काम करता है?"

प्रौद्योगिकी की संभावित भौतिकी-तोड़ने वाली असंभावनाओं को एक तरफ रखते हुए, आइए सरल शब्दों में समझें कि प्रस्तावित ड्राइव कैसे संचालित होती है। EmDrive को ए कहा जाता है आरएफ गुंजयमान गुहा थ्रस्टर, और यह उन कई काल्पनिक मशीनों में से एक है जो इस मॉडल का उपयोग करती हैं। ये डिज़ाइन मैग्नेट्रोन द्वारा माइक्रोवेव को एक बंद कटे हुए शंकु में धकेलने के द्वारा काम करते हैं, फिर शंकु के छोटे सिरे पर धक्का देते हैं, और शिल्प को आगे बढ़ाते हैं।

यह प्रणोदन वर्तमान अंतरिक्ष यान के उपयोग के विपरीत है, जो यान को हवा में रॉकेट करने के लिए भारी मात्रा में ऊर्जा और द्रव्यमान को बाहर निकालने के लिए बड़ी मात्रा में ईंधन जलाता है। इसकी अप्रभावीता के लिए अक्सर इस्तेमाल किया जाने वाला रूपक इसके विरुद्ध धकेलने वाले कणों की तुलना करना है कार में बैठने और कार को हिलाने के लिए स्टीयरिंग व्हील को धकेलने की क्रिया के लिए घेरा बनाना और जोर पैदा करना आगे।

जबकि ड्राइव के प्रायोगिक संस्करणों पर परीक्षण किए गए हैं - कम ऊर्जा इनपुट के परिणामस्वरूप कुछ माइक्रोन्यूटन का जोर (लगभग वजन जितना बल) एक पैसे का) - पहला सहकर्मी-समीक्षित पेपर हाल ही में स्वीकार किया गया है, और अन्य परीक्षणों से कोई भी निष्कर्ष कभी भी किसी सहकर्मी-समीक्षा में प्रकाशित नहीं किया गया है पत्रिका. यह संभव है कि कुछ सकारात्मक परिणाम परीक्षण उपकरण में हस्तक्षेप या किसी अज्ञात त्रुटि के कारण आए हों। तथ्य यह है कि नासा ईगलवर्क्स के पेपर को कथित तौर पर सहकर्मी समीक्षा द्वारा स्वीकार कर लिया गया है और इसे प्रकाशित किया जाएगा एआईएए जर्नल ऑफ प्रोपल्शन एंड पावर हालाँकि, इन दावों में काफी हद तक वैधता जुड़ जाती है।

हालाँकि ईगलवर्क्स पेपर से पहले EmDrive के बारे में बहुत संदेह था, यह है यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऐसे कई लोग हैं जिन्होंने ड्राइव का परीक्षण किया है और उपलब्धि की सूचना दी है जोर।

• 2001 में, शॉयर को EmDrive का परीक्षण करने के लिए ब्रिटिश सरकार से £45,000 का अनुदान दिया गया था। उनके परीक्षण में कथित तौर पर 0.016 न्यूटन बल प्राप्त हुआ और 850 वाट बिजली की आवश्यकता थी, लेकिन परीक्षणों की किसी भी सहकर्मी समीक्षा ने इसकी पुष्टि नहीं की। हालाँकि, यह ध्यान देने योग्य है कि यह संख्या इतनी कम थी कि यह संभावित रूप से एक प्रयोगात्मक त्रुटि थी।
• 2008 में, यांग जुआन और चीनी लोगों की एक टीम ने कथित तौर पर नॉर्थवेस्टर्न पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी में शोध किया आरएफ अनुनाद कैविटी थ्रस्टर्स के पीछे के सिद्धांत को सत्यापित किया, और बाद में 2010 में अपना स्वयं का संस्करण बनाया, ड्राइव का परीक्षणकई बार 2012 से 2014 तक. परीक्षण के परिणाम कथित तौर पर सकारात्मक थे, जिससे 750 एमएन (मिलीन्यूटन) तक का जोर प्राप्त हुआ और 2,500 वाट बिजली की आवश्यकता हुई।
• 2014 में, नासा के शोधकर्ताओं ने हार्ड वैक्यूम सहित एमड्राइव के अपने संस्करण का परीक्षण किया। एक बार फिर, समूह ने जोर दिया (शॉयर के दावों का लगभग 1/1,000), और एक बार फिर, डेटा को सहकर्मी-समीक्षित स्रोतों के माध्यम से कभी प्रकाशित नहीं किया गया था। अन्य नासा समूह शोधकर्ताओं के दावों पर संदेह कर रहे हैं, लेकिन उनके पेपर में, यह स्पष्ट रूप से कहा गया है कि ये निष्कर्ष न तो ड्राइव की पुष्टि करते हैं और न ही खंडन करते हैं, बल्कि आगे के परीक्षण की मांग करते हैं।
• 2015 में, उसी नासा समूह ने केमिकल इंजीनियर गुइडो फ़ेट्टा के कैने ड्राइव (नी क्यू ड्राइव) के एक संस्करण का परीक्षण किया, और सकारात्मक नेट थ्रस्ट की सूचना दी गई. इसी तरह, ड्रेसडेन यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के एक शोध समूह ने भी ड्राइव का दोबारा परीक्षण किया रिपोर्टिंग जोर, पूर्वानुमानित और अप्रत्याशित दोनों।
• 2015 के अंत में नासा अनुसंधान समूह, ईगलवर्क्स द्वारा एक और परीक्षण प्रतीत होता है कि EmDrive की वैधता की पुष्टि हो गई है। परीक्षण ने उन त्रुटियों को ठीक कर दिया जो पिछले परीक्षणों में हुई थीं, और आश्चर्यजनक रूप से, ड्राइव ने जोर हासिल किया। हालाँकि, समूह ने अभी तक सहकर्मी समीक्षा के लिए अपने निष्कर्ष प्रस्तुत नहीं किए हैं। यह संभव है कि प्रयोग में अन्य अप्रत्याशित त्रुटियों के कारण जोर पड़ सकता है (जिनकी सबसे अधिक संभावना है)। यह है कि वैक्यूम से समझौता किया गया था, जिससे परीक्षण वातावरण में हवा का विस्तार हुआ और गर्मी बढ़ गई गाड़ी चलाना)। चाहे निष्कर्ष अंततः प्रकाशित हों या नहीं, अधिक परीक्षण किए जाने की आवश्यकता है। क्लीवलैंड, ओहियो में ग्लेन रिसर्च सेंटर, नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी और जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी एप्लाइड फिजिक्स लेबोरेटरी बिल्कुल यही करने का इरादा रखते हैं। EmDrive विश्वासियों के लिए, कुछ आशा प्रतीत होती है।

2016 के मध्य में, यूनाइटेड किंगडम में प्लायमाउथ विश्वविद्यालय के एक शोधकर्ता, भौतिक विज्ञानी माइकल मैककुलोच द्वारा एक नया सिद्धांत सामने रखा गया था, जो परीक्षणों में देखे गए जोर की व्याख्या प्रदान कर सकता है। मैकुलॉच का सिद्धांत जड़ता से संबंधित है और इसे अनरुह प्रभाव कहा जाता है - सापेक्षता द्वारा भविष्यवाणी की गई एक अवधारणा, जिससे जितनी अधिक आप गति करते हैं, ब्रह्मांड उतना अधिक गर्म दिखाई देता है, जिसके सापेक्ष गर्मी देखी जाती है त्वरण.

मैकुलॉच का नया सिद्धांत अनरुह विकिरण की अपुष्ट अवधारणा से संबंधित है, जो अनुमान लगाता है कि कण ब्रह्मांड के देखे गए ताप के प्रत्यक्ष परिणाम के रूप में अंतरिक्ष के निर्वात से बनता है त्वरण. यह सैद्धांतिक अवधारणा काफी हद तक ब्रह्मांड की हमारी वर्तमान समझ में फिट बैठती है और वर्तमान में जड़ता के परिणामों की भविष्यवाणी करती है निरीक्षण करें, यद्यपि एक उल्लेखनीय अपवाद के साथ: ईएम का परीक्षण करते समय जो देखा गया है उसके पैमाने पर छोटी तेजी गाड़ी चलाना।

यह त्वरण उरुह विकिरण कणों के परिणामस्वरूप आता है, जिनकी तरंग दैर्ध्य त्वरण घटने के साथ बढ़ती है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अनरुह कणों को ईएम ड्राइव के शंकु के दोनों छोर पर फिट होना होगा, और जैसा कि वे शंकु के अंदर इधर-उधर उछलते हैं, उनकी जड़ता भी बदल जाएगी, जिसका अंततः परिणाम होगा जोर।

माना जाता है कि मैकुलोच के सिद्धांत को आम आदमी के संक्षिप्त शब्दों में समझाना थोड़ा मुश्किल है। यदि आप उत्सुक हैं और सिद्धांत पर आगे पढ़ना चाहते हैं, तो आप पढ़ सकते हैं मैकुलोच का पूरा पेपर यहां उनके सिद्धांत पर चर्चा करता है. यहां मुद्दा यह है कि, अगर अनरुह इफेक्ट और अनरुह रेडिएशन की पुष्टि की जाती है, तो यह ईएम ड्राइव के अब तक असंभव प्रतीत होने वाले थ्रस्ट अवलोकनों के लिए एक पूरी तरह से प्रशंसनीय स्पष्टीकरण प्रदान करता है। इसके लिए आगे के शोध और प्रयोग की आवश्यकता होगी, और प्रणोदन प्रणाली को परीक्षण के लिए और भी अधिक गति मिलेगी।

एक कार्यशील EmDrive के निहितार्थ

यह देखना आसान है कि वैज्ञानिक समुदाय में कितने लोग EmDrive और RF अनुनाद कैविटी थ्रस्ट से पूरी तरह सावधान हैं। लेकिन दूसरी ओर, अध्ययन की प्रचुरता कुछ प्रश्न उठाती है: प्रौद्योगिकी में इतनी रुचि क्यों है, और इतने सारे लोग इसका परीक्षण क्यों करना चाहते हैं? ड्राइव के बारे में वास्तव में क्या दावे किए जा रहे हैं जो इसे इतना आकर्षक विचार बनाते हैं? जबकि वायुमंडलीय तापमान-नियंत्रित उपग्रहों से लेकर सुरक्षित और अधिक कुशल ऑटोमोबाइल तक सब कुछ संभावित रूप से बढ़ा दिया गया है ड्राइव के लिए अनुप्रयोग, प्रौद्योगिकी का वास्तविक आकर्षण - और सबसे पहले इसके निर्माण के लिए प्रेरणा - अंतरिक्ष के लिए निहितार्थ है यात्रा करना।

प्रतिक्रियाहीन ड्राइव से सुसज्जित अंतरिक्ष यान संभावित रूप से कुछ ही घंटों में चंद्रमा पर, दो से तीन महीनों में मंगल पर और दो साल के भीतर प्लूटो पर पहुंच सकता है। ये बेहद साहसिक दावे हैं, लेकिन अगर EmDrive एक वैध तकनीक साबित होती है, तो ये उतने विचित्र नहीं होंगे। और कई टन मूल्य का ईंधन पैक करने की आवश्यकता नहीं होने से, अंतरिक्ष यान सस्ता और उत्पादन में आसान हो जाता है, और बहुत हल्का हो जाता है।

नासा और ऐसे अन्य संगठनों के लिए, जिनमें स्पेसएक्स जैसे कई निजी अंतरिक्ष निगम शामिल हैं, हल्के, किफायती अंतरिक्ष यान जो अंतरिक्ष के सुदूर हिस्सों तक तेजी से यात्रा कर सकते हैं, कुछ ऐसे हैं गेंडा. फिर भी, इसे वास्तविकता बनाने के लिए विज्ञान को कुछ जोड़ना होगा।

शॉयर इस बात पर अड़े हैं कि EmDrive कैसे काम करता है, यह समझाने के लिए छद्म विज्ञान या क्वांटम सिद्धांतों की कोई आवश्यकता नहीं है। इसके बजाय, उनका मानना ​​है कि न्यूटोनियन भौतिकी के वर्तमान मॉडल एक स्पष्टीकरण प्रदान करते हैं, और उन्होंने लिखा है इस विषय पर कागजात, जिनमें से एक की वर्तमान में सहकर्मी समीक्षा की जा रही है (ईगलवर्क्स से अलग)। कागज़)। उन्हें उम्मीद है कि यह पेपर इस साल किसी समय प्रकाशित हो जाएगा। जबकि अतीत में गलत और असंगत विज्ञान के लिए अन्य वैज्ञानिकों द्वारा शॉयर की आलोचना की गई थी पेपर वास्तव में प्रकाशित हो जाता है, यह EmDrive को वैध बनाना शुरू कर सकता है और अधिक परीक्षण को प्रेरित कर सकता है अनुसंधान।

उनके इस आग्रह के बावजूद कि ड्राइव भौतिकी के नियमों के भीतर व्यवहार करती है, इसने उन्हें EmDrive के संबंध में साहसिक दावे करने से नहीं रोका है। शॉयर ने रिकॉर्ड में कहा है कि इस नई ड्राइव ने ताना बुलबुले पैदा किए जो ड्राइव को चलने की अनुमति देते हैं, यह दावा करते हुए कि नासा के परीक्षण परिणाम संभवतः इसी तरह प्राप्त किए गए थे। इस तरह के दावों ने ऑनलाइन बहुत रुचि पैदा की है, लेकिन इसका कोई स्पष्ट समर्थन डेटा नहीं है और (कम से कम) इसकी आवश्यकता होगी वैज्ञानिक समुदाय द्वारा इसे गंभीरता से लेने के लिए व्यापक परीक्षण और बहस - जिनमें से अधिकांश को संदेह है शॉयर का दावा. उम्मीद है, इस नए सहकर्मी-समीक्षित पेपर के साथ, अधिक EmDrive परीक्षण किए जाएंगे, जिससे यह स्पष्ट करने में मदद मिलेगी कि यह चीज़ कैसे काम करती है।

अर्माघ तारामंडल के कॉलिन जॉनसन एक विस्तृत आलोचना लिखी EmDrive और अनेक परीक्षणों के अनिर्णायक निष्कर्ष। इसी प्रकार, कोरी एस. डिस्कवरी के पॉवेल अपना स्वयं का अभियोग लिखा शॉयर की एमड्राइव और फेटा की कैने ड्राइव, साथ ही नासा के निष्कर्षों पर हालिया उत्साह। दोनों ऐसे मामलों पर रिपोर्टिंग करते समय अधिक विवेक की आवश्यकता की ओर इशारा करते हैं। प्रोफेसर और गणितीय भौतिक विज्ञानी, जॉन सी. बैज़ ने बहस और चर्चाओं में वैचारिक प्रौद्योगिकी की दृढ़ता पर अपनी थकावट व्यक्त की, और पूरी धारणा को प्रतिक्रियाहीन ड्राइव कहा।बकवास।” उनकी भावुक बर्खास्तगी कई अन्य लोगों की भावनाओं को प्रतिध्वनित करती है।

शॉयर की एमड्राइव को वेबसाइट सहित अन्य जगहों पर उत्साह के साथ स्वागत किया गया है NASASpaceFlight.com - जहां सबसे हालिया ईगलवर्क्स परीक्षणों के बारे में जानकारी पहली बार पोस्ट की गई थी - और लोकप्रिय पत्रिका न्यू साइंटिस्ट, जिसने एमड्राइव पर एक अनुकूल और आशावादी पेपर प्रकाशित किया था। (संपादकों ने बाद में एक बयान जारी किया कि, इस विचार पर उत्साह बनाए रखने के बावजूद, उन्हें ऐसा करना चाहिए था अधिक चतुराई दिखाई विवादास्पद विषय पर लिखते समय।)

नासा ईगलवर्क्स का पेपर प्रौद्योगिकी की बेहतर समझ और इसे और अधिक परिष्कृत करने का द्वार खोलता है। एक प्रदर्शनयोग्य, कार्यशील EmDrive अंतरिक्ष और स्थलीय यात्रा दोनों के लिए रोमांचक संभावनाओं को खोल सकता है - भौतिकी की हमारी संपूर्ण समझ पर सवाल उठाने का तो जिक्र ही नहीं।