Még ha nem is követi az űrhajtási technológia fejlődését, valószínűleg hallott már az EmDrive-ról. Valószínűleg láttál már olyan címeket, amelyek ezt hirdetik a csillagközi utazás kulcsa, és azt állítja, hogy ez drasztikusan csökkenti a Naprendszerünkben való utazási időt, és még inkább valóra váltja álmainkat, amelyek arról szólnak, hogy más bolygókon sétálnak az emberek. Még azt is állították, hogy ez a rendkívül vitatott technológia a kulcsa a warp meghajtók létrehozásának.
Ezek merész állítások, és ahogy a nagy kozmológus és asztrofizikus, Carl Sagan mondta egyszer: „a rendkívüli állításokhoz rendkívüli bizonyítékokra van szükség”. Azzal szem előtt tartva, úgy gondoltuk, hasznos lenne lebontani, hogy mit tudunk a rejtélyes EmDrive-ról, és arról, hogy ez a kulcsa annak, hogy az emberiség felfedezze a csillagok.
Ajánlott videók
Tehát minden további nélkül itt van minden, amit tudnia kell a világ legrejtélyesebb hajtóművéről.
Ezt a cikket rendszeresen frissítjük az EM Drive-val és az azt körülvevő elméletekkel kapcsolatos hírekre és fejleményekre válaszul.
Egy új, kiszivárgott NASA-papír a potenciálisan működő EmDrive-ra mutat rá
Az International Business Times birtokába került egy kiszivárgott NASA-papír egy felhasználó bejegyzése révén a NASA Spaceflight fórumán. A bejegyzést eredetileg a fórum moderátorai törölték, de a dokumentumot azóta közzétették, és jelenleg is megtekinthető itt. A papír látszólag ugyanaz, mint amit az év elején tárgyaltunk (lásd alább). Az újságban található információk egyértelműen az EmDrive működő verziójára utalnak, és bár még nem közzé kell tenni, továbbra is futni fog a Repülési és Űrhajózási Intézet tudományos részében folyóirat, AIAA Journal of Propulsion and Power.
Ahogy az alábbiakban tárgyaljuk, ez hatalmas előrelépés az EmDrive és azok számára, akik hisznek az elméleti technológiában. Ha a NASA megállapításairól szóló papír valóban átmegy, és napvilágot lát – ami nagyon valószínűnek tűnik –, az áldás lesz az EmDrive technológia további kutatásában és fejlesztésében. Ez megnyitná az ajtót a további tanulmányok és tesztek előtt, és végre a gyors, könnyű űrutazás útjára terelheti az embereket.
Egy EmDrive-dokumentumot végre elfogadtak a szakértői értékelések
Eredetileg ez a cikk rámutatott arra, hogy az EmDrive-ról szóló korábbi tanulmányokat és dokumentumokat vagy nem nyújtották be, vagy átmentek a szakértői értékelésen. Ezek az idők azonban már a múltban vannak, tekintve a NASA Eagleworks tanulmányát az EmDrive tesztről állítólag átment a szakértői értékelési folyamaton és hamarosan megjelenik az American Institute of Aeronautics and Astronautics gondozásában. AIAA Journal of Propulsion and Power.
Ez egy fontos lépés az EmDrive számára, mivel legitimebbé teszi a technológiát és az eddig elvégzett teszteket, megnyitva az ajtót más csoportok előtt a tesztek megismétlésére. Ez azt is lehetővé teszi más csoportok számára, hogy több erőforrást fordítsanak arra, hogy feltárják, miért és hogyan működik, és hogyan lehet ismételni a hajtást, hogy életképes meghajtási formává tegyék. Tehát bár egyetlen lektorált dokumentum nem fogja hirtelen felszerelni az emberi fajt bolygóközi utazással, ez az első lépés a lehetséges jövő megvalósítása felé.
Mi az az EmDrive?
Egyszerűen fogalmazva, az EmDrive egy rejtély. A technológiát először 2001-ben tervezte meg Roger Shawyer repülőgép-mérnök, a technológiát hajtóanyag nélküli meghajtórendszerként lehet összefoglalni, vagyis a hajtómű nem használ üzemanyagot a reakció kiváltására. Az üzemanyag-szükséglet megszüntetésével a vízi jármű lényegesen könnyebbé válik, ezért könnyebben mozgatható (és elméletileg olcsóbb is). Ezen túlmenően a feltételezett hajtás rendkívül nagy sebességet képes elérni – arról beszélünk, hogy az emberek néhány hónapon belül eljuthatnak a Naprendszer külső vidékére.
Arról beszélünk, hogy az emberek néhány hónapon belül eljuthatnak a Naprendszer külső vidékére.
A probléma az, hogy a reakciómentes hajtás teljes koncepciója nincs összhangban Newton lendületmegtartásával, amely szerint hogy egy zárt rendszeren belül a lineáris és a szögimpulzus állandó marad, függetlenül a benne végbemenő változásoktól rendszer. Egyszerűbben: Ha nem alkalmazunk külső erőt, a tárgy nem mozdul el.
A reakció nélküli meghajtókat azért nevezték el így, mert hiányzik belőlük a Newton harmadik törvényében meghatározott „reakció”: „Minden cselekvéshez egyenlő és ellentétes reakció tartozik.” De ez megy jelenlegi alapvető fizikafelfogásunkkal szemben: Egy reakció (a tüzelőanyag meggyulladása és a tömeg kilökődése) nélkül végbemenő cselekvést (hajó meghajtását) lehetetlen. Egy ilyen dolog előfordulása azt jelentené, hogy egy még meghatározatlan jelenség játszódik le – vagy a fizikáról alkotott felfogásunk teljesen rossz.
Hogyan működik az EmDrive?
Félretéve a technológia potenciálisan fizikát megsértő valószínűtlenségeit, bontsuk le egyszerű szavakkal a javasolt hajtás működését. Az EmDrive az úgynevezett an RF rezonáns üreghajtó, és egyike azon számos hipotetikus gépnek, amelyek ezt a modellt használják. Ezek a kialakítások úgy működnek, hogy a magnetron a mikrohullámokat egy zárt csonka kúpba nyomja, majd a kúp rövidebb végéhez nyomja, és előre hajtja a járművet.
Ez ellentétben áll az űrhajók jelenlegi meghajtási formájával, amely nagy mennyiségű üzemanyagot éget el, hogy hatalmas mennyiségű energiát és tömeget kilökjön, hogy a járművet a levegőbe repítse. Ennek a hatástalanságára gyakran használt metafora az, hogy összehasonlítjuk a részecskéket, amelyek nyomulnak a bekerítés és tolóerő létrehozása annak az aktusnak a hatására, amikor az autóban ülsz, és megnyomod a kormánykereket az autó mozgatásához előre.
Míg a hajtás kísérleti változatain végeztek teszteket – alacsony energiabevitellel, ami néhány mikronewton tolóerőt eredményez (kb. annyi erő, mint a tömeg egy fillér) – Az első szakértői lektorált dokumentumot csak nemrégiben fogadták el, és más tesztek eredményeit soha nem tették közzé szakértői lektorált kiadványban. folyóirat. Lehetséges, hogy bizonyos pozitív tolóerő-eredményeket interferencia vagy a vizsgálóberendezés fel nem számolt hibája okozta. Az a tény, hogy a NASA Eagleworks tanulmányát állítólag a szakértői értékelés elfogadta, és közzéteszik AIAA Journal of Propulsion and Power azonban némileg legitimálja ezeket az állításokat.
Bár az Eagleworks papírja előtt sok szkepticizmus volt az EmDrive-val kapcsolatban, ez így van Fontos megjegyezni, hogy számos ember tesztelte a hajtást, és arról számolt be, hogy sikerült tolóerő.
- 2001-ben Shawyer 45 000 GBP támogatást kapott a brit kormánytól az EmDrive tesztelésére. A tesztje állítólag 0,016 Newton erőt ért el, és 850 watt teljesítményt igényelt, de a tesztek szakértői értékelése nem igazolta ezt. Érdemes azonban megjegyezni, hogy ez a szám elég alacsony volt ahhoz, hogy potenciálisan kísérleti hiba volt.
- 2008-ban Yang Juan és egy kínai kutatócsoport az Északnyugati Politechnikai Egyetemen állítólag igazolták a rádiófrekvenciás rezonáns üreges tolómotorok mögötti elméletet, majd 2010-ben megépítették a saját változatukat, a meghajtó tesztelésetöbbször 2012-től 2014-ig. A tesztek eredményei állítólag pozitívak voltak, 750 mN (millinewtons) tolóerőt értek el, és 2500 watt teljesítményt igényeltek.
- 2014-ben a NASA kutatói tesztelték az EmDrive saját verzióját, kemény vákuumban is. A csoport ismét beszámolt a tolóerőről (Shawyer állításainak körülbelül 1/1000-e), és ismét az adatokat soha nem tették közzé szakértői forrásokon keresztül. Más NASA-csoportok szkeptikusak a kutatók állításaival szemben, de írásukban egyértelműen kijelentik, hogy ezek az eredmények nem erősítik meg és nem is cáfolják a törekvést, ehelyett további teszteket követelnek.
- 2015-ben ugyanez a NASA-csoport tesztelte Guido Fetta vegyészmérnök Cannae Drive (született Q Drive) változatát, és pozitív nettó tolóerőt jelentett. Hasonlóképpen, a Drezdai Műszaki Egyetem kutatócsoportja is újra tesztelte a hajtást jelentési tolóerő, jósolt és váratlan egyaránt.
- Egy újabb tesztet a NASA kutatócsoportja, az Eagleworks végzett 2015 végén látszólag megerősítette az EmDrive érvényességét. A teszt javította a korábbi tesztek során előforduló hibákat, és meglepő módon a hajtás tolóerőt ért el. A csoport azonban még nem nyújtotta be megállapításait szakértői értékelésre. Lehetséges, hogy a kísérlet egyéb, előre nem látható hibái okozhattak tolóerőt (amely közül a legvalószínűbb az, hogy a vákuum veszélybe került, aminek következtében a hő kitágul a levegőben a vizsgálati környezetben, és mozgatja a hajtás). Függetlenül attól, hogy az eredményeket végül közzéteszik vagy sem, további teszteket kell végezni. Pontosan ez az, amit a Clevelandben, Ohio államban található Glenn Research Center, a NASA Jet Propulsion Laboratory és a Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma szándékozik tenni. Az EmDrive-hívők számára úgy tűnik, van némi remény.
2016 közepén Michael McCulloch fizikus, az Egyesült Királyság Plymouth Egyetem kutatója egy új elméletet terjesztett elő, amely magyarázatot adhat a tesztek során megfigyelt tolóerőre. McCulloch elmélete a tehetetlenséggel és az úgynevezett Unruh-effektussal foglalkozik – a relativitáselmélet által megjósolt koncepcióval. ami miatt az univerzum annál melegebbnek tűnik, minél jobban gyorsul, a megfigyelt hővel a gyorsulás.
McCulloch új elmélete az Unruh-sugárzás meg nem erősített koncepciójával foglalkozik, amely arra következtet, hogy a részecskék a világegyetem megfigyelt felmelegedésének közvetlen eredményeként alakulnak ki a tér vákuumából gyorsulás. Ez az elméleti koncepció nagyrészt beleillik az univerzum jelenlegi felfogásába, és előrevetíti a tehetetlenség jelenlegi eredményeit. figyeljünk meg, bár egy figyelemre méltó kivételtől eltekintve: kis gyorsulásokat az EM tesztelése során tapasztaltakhoz képest. Hajtás.
Ez a gyorsulás az Unruh sugárzás részecskéinek eredménye, amelyek hullámhossza a gyorsulás csökkenésével nő. A különböző hullámhosszú részecskéknek az EM Drive kúpjának mindkét végére kell illeszkedniük, és ugrálnak a kúp belsejében, tehetetlenségük is megváltozna, ami végül azt eredményezné tolóerő.
McCulloch elméletét bevallottan kissé nehéz a laikusok szűkszavú megfogalmazásában megfogalmazni. Ha kíváncsi vagy az elmélet további olvasmányaiba, akkor elolvashatod McCulloch teljes írása, amely az elméletét tárgyalja itt. A lényeg itt az, hogy ha az Unruh Effect és az Unruh Radiation beigazolódik, ez teljesen elfogadható magyarázatot ad az EM Drive eddig lehetetlennek tűnő tolóerő-megfigyelésére. Ez további kutatást és kísérletezést igényel, és még nagyobb lendületet ad a meghajtórendszernek a teszteléshez.
Egy működő EmDrive következményei
Könnyen belátható, hogy a tudományos közösség hányan óvakodnak az EmDrive és az RF rezonáns üreges lökésektől. Másrészt azonban a rengeteg tanulmány felvet néhány kérdést: Miért van ekkora érdeklődés a technológia iránt, és miért akarják olyan sokan kipróbálni? Pontosan milyen állítások hangzanak el a meghajtóval kapcsolatban, amelyek annyira vonzó ötletté teszik? Bár a légköri hőmérsékletet szabályozó műholdaktól a biztonságosabb és hatékonyabb autókig mindent potenciálisan dobtak a meghajtó alkalmazásai, a technológia valódi vonzereje – és mindenekelőtt a létrehozásának lendülete – a térre gyakorolt hatás utazás.
A reakciómentes meghajtóval felszerelt űrhajók valószínűleg néhány óra alatt eljuthatnak a Holdra, két-három hónap alatt a Marsra, és két éven belül a Plútóra. Ezek rendkívül merész állítások, de ha az EmDrive törvényes technológiának bizonyul, akkor lehet, hogy nem is annyira különösek. És mivel nem kell több tonna üzemanyagot bepakolni, az űrhajók olcsóbbak és könnyebben gyárthatók, és sokkal könnyebbek.
A NASA és más hasonló szervezetek számára, beleértve a számos magánűrvállalatot, például a SpaceX-et, könnyű, megfizethető űrhajók, amelyek gyorsan eljuthatnak az űr távoli részeire, valami a egyszarvú. Mégis, ahhoz, hogy ez valósággá váljon, a tudománynak össze kell jönnie.
Shawyer határozottan állítja, hogy nincs szükség áltudományokra vagy kvantumelméletekre az EmDrive működésének magyarázatához. Ehelyett úgy véli, hogy a newtoni fizika jelenlegi modelljei magyarázatot kínálnak, és ezt írta cikkek a témában, amelyek közül az egyik jelenleg szakértői értékelés alatt áll (külön az Eagleworks-től papír). Arra számít, hogy a lap valamikor még ebben az évben megjelenik. Míg korábban Shawyert más tudósok kritizálták a helytelen és következetlen tudomány miatt, ha A lap valóban megjelenik, elkezdheti legitimálni az EmDrive-ot, és további tesztelésre és tesztelésre sarkallhat kutatás.
A reakciómentes meghajtással felszerelt űrhajók valószínűleg néhány óra alatt eljuthatnak a Holdra.
Annak ellenére, hogy ragaszkodott ahhoz, hogy a meghajtó a fizika törvényei szerint viselkedjen, ez nem akadályozta meg abban, hogy merész állításokat tegyen az EmDrive-val kapcsolatban. Shawyer azt állítja, hogy ez az új meghajtó vetemedés-buborékokat hozott létre, amelyek lehetővé teszik a meghajtó mozgását, és azt állítja, hogy valószínűleg így érték el a NASA teszteredményeit. Az ehhez hasonló állítások nagy érdeklődést váltottak ki az interneten, de nincsenek egyértelmű alátámasztó adatok, és (legalábbis) kiterjedt tesztelés és vita annak érdekében, hogy a tudományos közösség komolyan vegye – amelyek többsége továbbra is szkeptikus Shawyer állításai. Remélhetőleg ezzel az új, lektorált dokumentummal több EmDrive-tesztet hajtanak végre, amelyek segítenek tisztázni, hogyan működik ez a dolog.
Colin Johnston, az Armagh Planetáriumból kiterjedt kritikát írt az EmDrive és számos teszt nem meggyőző eredményét. Hasonlóan, Corey S. Powell of Discovery megírta saját vádiratát Shawyer EmDrive-ja és Fetta Cannae Drive-ja, valamint a NASA felfedezései miatti közelmúltbeli hevület. Mindkettő rámutat arra, hogy nagyobb diszkrécióra van szükség az ilyen esetekről szóló jelentés során. Professzor és matematikus fizikus, John C. Baez kimerültségét fejezte ki amiatt, hogy a konceptuális technológia kitart a vitákban és vitákban, és a reakciómentes hajtóerőnek nevezte a teljes fogalmat "halandzsa.” Szenvedélyes elbocsátása sokak érzelmeit visszhangozza.
Shawyer EmDrive-ját máshol is lelkesedéssel fogadták, beleértve a webhelyet is NASASpaceFlight.com - ahol először tettek közzé információkat az Eagleworks legutóbbi tesztjeiről - és a népszerű New Scientist folyóirat, amely kedvező és optimista írást tett közzé az EmDrive-on. (A szerkesztők később közleményt adtak ki, amelyet az ötlet miatti izgalom ellenére meg kellett tenniük tapintatosabbnak bizonyult amikor a vitatott témáról ír.)
A NASA Eagleworks tanulmánya megnyitja az ajtót a technológia jobb megértéséhez és további finomításához. Egy demonstrálható, működő EmDrive izgalmas lehetőségeket nyithat mind az űrben, mind a földi utazásban – nem is beszélve arról, hogy megkérdőjelezné a fizika teljes megértését.
