Semua yang Perlu Anda Ketahui Tentang EmDrive Thruster

Meskipun Anda tidak mengikuti perkembangan teknologi penggerak luar angkasa, Anda mungkin masih pernah mendengar tentang EmDrive. Anda mungkin pernah melihat berita utama yang menyatakannya kunci perjalanan antarbintang, dan mengklaim bahwa hal ini akan secara drastis mengurangi waktu perjalanan melintasi tata surya kita, sehingga mewujudkan impian kita untuk melihat orang-orang berjalan di planet lain. Bahkan ada klaim bahwa teknologi yang sangat kontroversial ini adalah kunci untuk menciptakan warp drive.

Ini adalah klaim yang berani, dan seperti yang pernah dikatakan oleh kosmolog dan astrofisikawan ternama Carl Sagan, “klaim yang luar biasa memerlukan bukti yang luar biasa.” Dengan itu dalam pikiran kami, kami pikir akan sangat membantu untuk menguraikan apa yang kami ketahui tentang EmDrive yang penuh teka-teki, dan apakah itu, pada kenyataannya, adalah kunci bagi umat manusia untuk menjelajahi dunia. bintang.

Jadi tanpa basa-basi lagi, inilah semua yang perlu Anda ketahui tentang perangkat penggerak paling membingungkan di dunia.

Artikel ini diperbarui secara berkala sebagai tanggapan terhadap berita dan perkembangan mengenai EM Drive dan teori-teori seputarnya.

Makalah NASA yang baru dan bocor menunjukkan bahwa EmDrive berpotensi berfungsi

Sebuah makalah NASA yang bocor diperoleh International Business Times melalui postingan pengguna di forum NASA Spaceflight. Postingan tersebut awalnya dihapus oleh moderator forum, namun dokumen tersebut telah diposting dan saat ini masih dapat dilihat Di Sini. Makalah ini seolah-olah sama dengan yang dibahas pada awal tahun (dilaporkan di bawah). Informasi di makalah ini dengan jelas menunjukkan versi EmDrive yang berfungsi, dan meskipun demikian, masih belum ada diterbitkan, masih akan dijalankan di bidang ilmiah Lembaga Penerbangan dan Astronautika jurnal, Jurnal Propulsi dan Tenaga AIAA.

Seperti dibahas di bawah, ini merupakan langkah maju yang besar bagi EmDrive dan bagi mereka yang percaya pada teknologi teoritis. Jika makalah tentang temuan NASA benar-benar diterima dan menjadi kenyataan – yang tampaknya sangat mungkin terjadi – maka ini akan menjadi keuntungan bagi penelitian lebih lanjut dan pengembangan teknologi EmDrive. Hal ini akan membuka pintu untuk studi dan pengujian lebih lanjut, dan pada akhirnya dapat membawa manusia menuju perjalanan ruang angkasa yang cepat dan ringan.

Makalah EmDrive akhirnya diterima melalui tinjauan sejawat

Awalnya, artikel ini menunjukkan bahwa studi dan makalah sebelumnya tentang EmDrive belum dikirimkan, atau lolos tinjauan sejawat. Namun, hari-hari itu sudah berlalu, mengingat makalah NASA Eagleworks tentang tes EmDrive yang telah dilakukan dilaporkan lolos proses peer review dan akan segera diterbitkan oleh American Institute of Aeronautics and Astronautics’ Jurnal Propulsi dan Tenaga AIAA.

Ini merupakan langkah penting bagi EmDrive karena hal ini menambah legitimasi terhadap teknologi dan pengujian yang telah dilakukan sejauh ini, sehingga membuka pintu bagi kelompok lain untuk meniru pengujian tersebut. Hal ini juga akan memungkinkan kelompok lain untuk mencurahkan lebih banyak sumber daya untuk mengungkap alasan dan cara kerjanya, serta bagaimana melakukan iterasi pada penggerak tersebut agar menjadi bentuk propulsi yang layak. Jadi, meskipun sebuah makalah yang ditinjau oleh rekan sejawat tidak akan secara tiba-tiba membekali umat manusia dengan perjalanan antarplanet, ini adalah langkah pertama untuk mewujudkan kemungkinan masa depan tersebut.

Apa itu EmDrive?

Sederhananya, EmDrive adalah sebuah teka-teki. Pertama kali dirancang pada tahun 2001 oleh insinyur luar angkasa Roger Shawyer, teknologi ini dapat disimpulkan sebagai sistem propulsi tanpa bahan bakar, yang berarti mesin tidak menggunakan bahan bakar untuk menimbulkan reaksi. Menghilangkan kebutuhan akan bahan bakar membuat pesawat jauh lebih ringan, sehingga lebih mudah untuk dipindahkan (dan secara teoritis lebih murah untuk dibuat). Selain itu, dorongan hipotetis ini mampu mencapai kecepatan yang sangat tinggi – kita berbicara tentang kemungkinan membawa manusia ke luar tata surya dalam hitungan bulan.

Masalahnya adalah, seluruh konsep penggerak tanpa reaksi tidak sejalan dengan kekekalan momentum Newton, yang menyatakan bahwa dalam sistem tertutup, momentum linier dan sudut tetap konstan terlepas dari perubahan apa pun yang terjadi di dalamnya sistem. Lebih jelasnya: Kecuali ada gaya luar yang diterapkan, suatu benda tidak akan bergerak.

Penggerak tak bereaksi dinamakan demikian karena tidak memiliki “reaksi” sebagaimana didefinisikan dalam hukum ketiga Newton: “Untuk setiap aksi terdapat reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.” Tapi ini berlaku bertentangan dengan pemahaman dasar fisika kita saat ini: Suatu aksi (penggerak sebuah pesawat) yang terjadi tanpa reaksi (pengapian bahan bakar dan pengusiran massa) seharusnya mustahil. Jika hal seperti itu terjadi, berarti sedang terjadi fenomena yang belum terdefinisikan - atau pemahaman kita tentang fisika salah sepenuhnya.

Bagaimana cara kerja EmDrive?

Mengesampingkan potensi ketidakmungkinan teknologi yang memecahkan fisika, mari kita uraikan secara sederhana bagaimana drive yang diusulkan beroperasi. EmDrive inilah yang disebut Pendorong rongga resonansi RF, dan merupakan salah satu dari beberapa mesin hipotetis yang menggunakan model ini. Desain ini bekerja dengan membuat magnetron mendorong gelombang mikro ke dalam kerucut terpotong yang tertutup, kemudian mendorong ujung pendek kerucut, dan mendorong pesawat ke depan.

Hal ini berbeda dengan bentuk penggerak yang digunakan pesawat ruang angkasa saat ini, yang membakar bahan bakar dalam jumlah besar untuk mengeluarkan sejumlah besar energi dan massa untuk meluncurkan pesawat tersebut ke udara. Metafora yang sering digunakan untuk menjelaskan ketidakefektifan hal ini adalah dengan membandingkan partikel-partikel yang mendorongnya mengurung dan menghasilkan daya dorong pada tindakan duduk di dalam mobil dan mendorong roda kemudi untuk menggerakkan mobil maju.

Meskipun pengujian telah dilakukan pada versi eksperimental dari penggerak tersebut — dengan masukan energi rendah yang menghasilkan gaya dorong beberapa mikronewton (kira-kira sama besarnya dengan gaya berat dari satu sen) — Makalah pertama yang ditinjau oleh rekan sejawat baru saja diterima, dan tidak ada temuan dari pengujian lain yang pernah dipublikasikan dalam tinjauan sejawat jurnal. Ada kemungkinan beberapa hasil dorong positif mungkin disebabkan oleh gangguan atau kesalahan yang tidak diketahui pada peralatan pengujian. Fakta bahwa makalah NASA Eagleworks dilaporkan telah diterima melalui peer review dan akan dipublikasikan di Jurnal Propulsi dan Tenaga AIAA Namun, hal ini menambah sedikit legitimasi terhadap klaim tersebut.

Meskipun ada banyak skeptisisme mengenai EmDrive sebelum makalah Eagleworks, memang demikian Penting untuk dicatat bahwa ada sejumlah orang yang telah menguji drive tersebut dan melaporkan pencapaiannya dorongan.

• Pada tahun 2001, Shawyer diberi hibah £45.000 dari pemerintah Inggris untuk menguji EmDrive. Pengujiannya dilaporkan mencapai gaya 0,016 Newton dan membutuhkan daya 850 watt, tetapi tidak ada tinjauan sejawat terhadap pengujian tersebut yang memverifikasi hal ini. Namun perlu dicatat bahwa angka ini cukup rendah sehingga berpotensi menjadi kesalahan eksperimental.
• Pada tahun 2008, Yang Juan dan tim peneliti Tiongkok di Universitas Politeknik Northwestern diduga melakukan hal tersebut memverifikasi teori di balik pendorong rongga resonansi RF, dan kemudian membuat versinya sendiri pada tahun 2010, menguji drivebeberapa kali dari tahun 2012 hingga 2014. Hasil pengujiannya konon positif, mencapai daya dorong hingga 750 mN (milinewtons), dan membutuhkan daya 2.500 watt.
• Pada tahun 2014, peneliti NASA menguji EmDrive versi mereka sendiri, termasuk dalam ruang hampa. Sekali lagi, kelompok tersebut melaporkan adanya dorongan (sekitar 1/1.000 dari klaim Shawyer), dan sekali lagi, data tersebut tidak pernah dipublikasikan melalui sumber yang ditinjau oleh rekan sejawat. Kelompok NASA lainnya skeptis terhadap klaim para peneliti, namun dalam makalah mereka, dengan jelas dinyatakan bahwa temuan ini tidak mengkonfirmasi atau menyangkal dorongan tersebut, melainkan menyerukan pengujian lebih lanjut.
• Pada tahun 2015, kelompok NASA yang sama menguji versi Cannae Drive (née Q Drive) milik insinyur kimia Guido Fetta, dan melaporkan daya dorong bersih positif. Demikian pula, kelompok peneliti di Universitas Teknologi Dresden juga kembali menguji drive tersebut dorongan pelaporan, baik yang diprediksi maupun yang tidak terduga.
• Tes lain dilakukan oleh kelompok penelitian NASA, Eagleworks, pada akhir tahun 2015 tampaknya mengkonfirmasi validitas EmDrive. Pengujian tersebut memperbaiki kesalahan yang terjadi pada pengujian sebelumnya, dan yang mengejutkan, penggeraknya mencapai daya dorong. Namun, kelompok tersebut belum menyerahkan temuan mereka untuk ditinjau oleh rekan sejawat. Ada kemungkinan bahwa kesalahan tak terduga lainnya dalam percobaan ini mungkin menyebabkan dorongan (yang paling mungkin terjadi adalah bahwa ruang hampa telah terganggu, menyebabkan panas memperluas udara di dalamnya lingkungan pengujian dan memindahkannya menyetir). Apakah temuan ini akhirnya dipublikasikan atau tidak, tes lebih lanjut perlu dilakukan. Hal itulah yang ingin dilakukan oleh Pusat Penelitian Glenn di Cleveland, Ohio, Laboratorium Propulsi Jet NASA, dan Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins. Bagi penganut EmDrive, tampaknya masih ada harapan.

Pada pertengahan tahun 2016, sebuah teori baru dikemukakan oleh fisikawan Michael McCulloch, seorang peneliti dari Universitas Plymouth di Inggris, yang mungkin menawarkan penjelasan tentang gaya dorong yang diamati dalam pengujian. Teori McCulloch berkaitan dengan inersia dan sesuatu yang disebut efek Unruh — sebuah konsep yang diprediksi oleh relativitas, yang membuat alam semesta tampak lebih panas ketika Anda mempercepatnya, dengan panas yang teramati relatif terhadap percepatan.

Teori baru McCulloch berkaitan dengan konsep radiasi Unruh yang belum dikonfirmasi, yang menyimpulkan partikel tersebut terbentuk dari ruang hampa udara sebagai akibat langsung dari pemanasan alam semesta yang teramati akibat percepatan. Konsep teoretis ini sebagian besar sesuai dengan pemahaman kita saat ini tentang alam semesta dan memprediksi hasil inersia yang kita miliki saat ini amati, meskipun dengan satu pengecualian penting: percepatan kecil pada skala yang telah diamati saat menguji EM Menyetir.

Percepatan ini terjadi sebagai akibat dari partikel radiasi Unruh, yang panjang gelombangnya bertambah seiring menurunnya percepatan. Partikel yang tidak beraturan pada panjang gelombang yang berbeda harus ditempatkan di kedua ujung kerucut EM Drive, dan sebagai ketika memantul di dalam kerucut, kelembamannya juga akan berubah, yang pada akhirnya akan mengakibatkan dorongan.

Memang benar bahwa teori McCulloch agak sulit untuk diterapkan dalam istilah awam yang ringkas. Jika Anda penasaran dan ingin mendalami bacaan teori lebih lanjut, Anda bisa membaca Seluruh makalah McCulloch membahas teorinya di sini. Intinya di sini adalah, jika Efek Unruh dan Radiasi Unruh dikonfirmasi, hal ini memberikan penjelasan yang sepenuhnya masuk akal untuk observasi daya dorong EM Drive yang tampaknya sampai saat ini mustahil dilakukan. Hal ini memerlukan penelitian dan eksperimen lebih lanjut, dan memberikan sistem propulsi lebih banyak momentum untuk pengujian.

Implikasi dari EmDrive yang berfungsi

Sangat mudah untuk melihat berapa banyak komunitas ilmiah yang mewaspadai dorongan rongga resonansi EmDrive dan RF. Namun di sisi lain, banyaknya penelitian menimbulkan beberapa pertanyaan: Mengapa ada begitu banyak minat terhadap teknologi, dan mengapa begitu banyak orang ingin mengujinya? Apa sebenarnya klaim yang dibuat tentang drive yang menjadikannya ide yang menarik? Segala sesuatu mulai dari satelit pengontrol suhu atmosfer, hingga mobil yang lebih aman dan efisien telah dikembangkan sebagai potensi penerapan penggerak tersebut, daya tarik sebenarnya dari teknologi ini – dan dorongan untuk penciptaannya – adalah implikasinya terhadap ruang angkasa. bepergian.

Pesawat ruang angkasa yang dilengkapi dengan penggerak tanpa reaksi berpotensi mencapai bulan hanya dalam beberapa jam, Mars dalam dua hingga tiga bulan, dan Pluto dalam dua tahun. Ini adalah klaim yang sangat berani, namun jika EmDrive ternyata merupakan teknologi yang sah, klaim tersebut mungkin tidak terlalu aneh. Dan tanpa perlu mengemas bahan bakar senilai beberapa ton, pesawat ruang angkasa menjadi lebih murah dan mudah diproduksi, serta jauh lebih ringan.

Bagi NASA dan organisasi serupa lainnya, termasuk sejumlah perusahaan luar angkasa swasta seperti SpaceX, Pesawat ruang angkasa yang ringan dan terjangkau yang dapat melakukan perjalanan ke bagian-bagian terpencil di luar angkasa dengan cepat adalah suatu hal yang luar biasa unicorn. Namun, agar hal itu menjadi kenyataan, ilmu pengetahuan harus terus berkembang.

Shawyer bersikukuh bahwa pseudosains atau teori kuantum tidak diperlukan untuk menjelaskan cara kerja EmDrive. Sebaliknya, ia percaya bahwa model fisika Newton saat ini menawarkan penjelasan, dan telah menulis makalah tentang subjek tersebut, salah satunya sedang ditinjau oleh rekan sejawat (terpisah dari Eagleworks kertas). Ia memperkirakan makalah tersebut akan diterbitkan pada tahun ini. Sementara di masa lalu Shawyer telah dikritik oleh ilmuwan lain karena ilmu pengetahuannya yang salah dan tidak konsisten makalah tersebut memang diterbitkan, mungkin mulai melegitimasi EmDrive dan memacu lebih banyak pengujian dan riset.

Meskipun ia bersikeras bahwa drive tersebut berperilaku sesuai hukum fisika, hal ini tidak menghalanginya untuk membuat pernyataan yang berani mengenai EmDrive. Shawyer pernah mengatakan bahwa drive baru ini menghasilkan gelembung-gelembung melengkung yang memungkinkan drive tersebut bergerak, mengklaim bahwa dengan cara inilah hasil pengujian NASA kemungkinan besar akan tercapai. Pernyataan seperti ini telah menarik banyak perhatian di dunia maya, namun tidak memiliki data pendukung yang jelas dan (setidaknya) memerlukan pengujian dan perdebatan ekstensif agar dianggap serius oleh komunitas ilmiah – yang sebagian besar masih skeptis terhadap hal ini klaim Shawyer. Mudah-mudahan, dengan makalah tinjauan sejawat baru ini, lebih banyak tes EmDrive akan dilakukan, membantu menjelaskan cara kerjanya.

Colin Johnston dari Planetarium Armagh menulis kritik yang luas dari EmDrive dan temuan yang tidak meyakinkan dari berbagai tes. Begitu pula dengan Corey S. Powell dari Penemuan menulis dakwaannya sendiri dari EmDrive milik Shawyer dan Cannae Drive milik Fetta, serta semangat baru-baru ini atas temuan NASA. Keduanya menunjukkan perlunya keleluasaan yang lebih besar ketika melaporkan kejadian-kejadian tersebut. Profesor dan fisikawan matematika, John C. Baez mengungkapkan kelelahannya atas kegigihan teknologi konseptual dalam perdebatan dan diskusi, dan menyebut seluruh gagasan tentang dorongan tanpa reaksi “omong kosong.” Pemecatannya yang berapi-api mencerminkan sentimen banyak orang lainnya.

EmDrive Shawyer disambut dengan antusias di tempat lain, termasuk situs webnya NASASpaceFlight.com — tempat informasi tentang tes Eagleworks terbaru pertama kali diposting — dan jurnal populer New Scientist, yang menerbitkan makalah yang positif dan optimis tentang EmDrive. (Para editor kemudian mengeluarkan pernyataan bahwa, meskipun ada kegembiraan atas gagasan tersebut, mereka seharusnya melakukan hal tersebut menunjukkan lebih banyak kebijaksanaan saat menulis tentang subjek kontroversial.)

Makalah NASA Eagleworks membuka pintu untuk pemahaman yang lebih baik tentang teknologi ini, dan untuk penyempurnaan lebih lanjut. EmDrive yang dapat dibuktikan dan berfungsi dapat membuka kemungkinan-kemungkinan menarik baik untuk perjalanan luar angkasa maupun terestrial — belum lagi mempertanyakan seluruh pemahaman kita tentang fisika.