宇宙推進技術の発展について詳しくない人でも、おそらく EmDrive について聞いたことがあるでしょう。 おそらくそれを宣言する見出しを見たことがあるでしょう 星間旅行の鍵、そしてそれは私たちの太陽系全体の移動時間を大幅に短縮し、人々が他の惑星を歩くという私たちの夢をさらに現実のものにするだろうと主張しています。 この非常に物議を醸す技術がワープドライブ作成の鍵であるという主張さえあります。
これらは大胆な主張であり、偉大な宇宙学者で天体物理学者のカール・セーガンがかつて言ったように、「並外れた主張には並外れた証拠が必要です」。 それと このことを念頭に置いて、謎めいた EmDrive について私たちが知っていること、そしてそれが実際に人類が地球を探索するための鍵であるかどうかを解明することが有益であると考えました。 出演者。
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それでは早速、世界で最も不可解な推進装置について知っておくべきすべてをここにまとめておきます。
この記事は、EM ドライブとそれを取り巻く理論に関するニュースや開発に応じて定期的に更新されます。
新たに流出した NASA の論文は、EmDrive が機能する可能性があることを指摘しています
インターナショナル・ビジネス・タイムズが入手したNASAの漏洩文書 NASA Spaceflight フォーラムのユーザーによる投稿経由。 この投稿は当初フォーラムのモデレーターによって削除されましたが、その後文書は投稿され、現在も閲覧可能な状態になっています。 ここ. この論文は、表面上は今年初めに議論されたものと同じです（以下に報告）。 この論文の情報は、明らかに EmDrive の動作バージョンを示していますが、まだ完成していません。 出版される予定ですが、航空宇宙研究所の学術誌で実行される予定です。 ジャーナル、 AIAA 推進力と動力ジャーナル.
以下で説明するように、これは EmDrive と理論上のテクノロジーを信じる人々にとって大きな前進です。 NASA の調査結果に関する論文が実際に審査を通過して日の目を見ることができれば (その可能性は非常に高いと思われます)、EmDrive 技術のさらなる研究と開発にとって恩恵となるでしょう。 これにより、継続的な研究とテストへの扉が開かれ、最終的に人類は高速で軽量な宇宙旅行への道を歩むことができるかもしれません。
EmDrive の論文がついに査読に受理されました
もともとこの記事は、EmDrive に関するこれまでの研究や論文が提出されていないか、査読に合格していないことを指摘していました。 しかし、NASA Eagleworks の EmDrive テストに関する論文を考えると、その時代は過去のことです。 査読プロセスに合格したと報告されている そして間もなくアメリカ航空宇宙研究所によって出版される予定です。 AIAA 推進力と動力ジャーナル.
これは EmDrive にとって重要なステップです。これにより、これまでに行われたテクノロジとテストに正当性が加わり、他のグループがテストを再現できるようになります。 これにより、他のグループも、なぜそれがどのように機能するのか、そしてそれを実行可能な推進形式にするためにドライブを反復する方法を明らかにするために、より多くのリソースを費やすことができるようになります。 したがって、査読済みの単一の論文が突然人類に惑星間旅行を可能にするわけではありませんが、最終的にはその可能性のある未来を実現するための第一歩となります。
エムドライブとは何ですか?
簡単に言えば、EmDrive は難問です。 2001 年に航空宇宙エンジニアのロジャー・ショーヤーによって初めて設計されたこの技術は、推進剤を使用しない推進システム、つまりエンジンが反応を引き起こすために燃料を使用しないシステムとして要約できます。 燃料の必要性がなくなると、船は大幅に軽くなり、移動が容易になります（理論的には製造コストも安くなります）。 さらに、仮説上の駆動力は非常に高速に達することができます。数か月以内に人類を太陽系の外縁に到達させる可能性について話しています。
私たちは、数か月以内に人類を太陽系の外縁に到達させる可能性について話しています。
問題は、無反力駆動の概念全体が、次のように述べているニュートンの運動量保存則と矛盾していることです。 閉じた系内では、その中で起こったいかなる変化にも関わらず、線形運動量と角運動量は一定のままであること システム。 もっとわかりやすく言えば、外から力が加えられない限り、物体は動きません。
無反動駆動は、ニュートンの第 3 法則で定義されている「反動」が欠けているため、そのように名付けられました。「すべての動作には、同等の反対の反動が存在します。」 しかし、これは行きます 現在の物理学の基本的な理解に反する: 反応 (燃料の点火と質量の放出) を伴わずに起こる動作 (船の推進) は、 不可能。 そのようなことが起こるということは、まだ定義されていない現象が起こっていることを意味するか、あるいは物理学に対する私たちの理解が完全に間違っていることを意味します。
EmDrive はどのように「機能」するのでしょうか?
このテクノロジーの物理学を破壊する可能性の可能性はさておき、提案されたドライブがどのように動作するかを簡単な言葉で説明しましょう。 EmDrive はいわゆる RF共鳴空洞スラスター、 これは、このモデルを使用するいくつかの仮想マシンのうちの 1 つです。 これらの設計は、マグネトロンがマイクロ波を閉じた円錐台の中に押し込み、円錐台の短い端を押して宇宙船を前進させることによって機能します。
これは、大量の燃料を燃焼させて大量のエネルギーと質量を放出して宇宙船を空中に打ち上げる現在の宇宙船の推進形態とは対照的です。 これの非効率性についてよく使用される比喩は、粒子が粒子に押し付けられることを比較することです。 車に座ってステアリングホイールを押して車を動かす動作に、エンクロージャと推力を生成します。 フォワード。
テストは実験版のドライブで行われていますが、低エネルギー入力で数マイクロニュートンの推力（重量とほぼ同じ力）が得られます。 1 ペニー程度) — 最初の査読論文が受理されたのはつい最近であり、他のテストの結果は査読論文に掲載されたことはありません。 ジャーナル。 一部の肯定的な推力結果は、テスト機器の干渉または説明できないエラーによって引き起こされた可能性があります。 NASA Eagleworks の論文が査読で受理され、2016 年に出版される予定であるという事実 AIAA 推進力と動力ジャーナル ただし、これらの主張にかなりの正当性が加わります。
Eagleworks の論文が発表されるまで、EmDrive に関しては多くの懐疑論がありましたが、 多くの人がドライブをテストし、成果を報告していることに注意することが重要です。 突っ込み。
- 2001 年、シャワイアーは EmDrive をテストするために英国政府から 45,000 ポンドの補助金を受け取りました。 彼のテストは0.016ニュートンの力を達成し、850ワットの電力を必要としたと報告されていますが、これを検証したテストの査読はありませんでした。 ただし、この数値は実験エラーである可能性があるほど低いことに注意してください。
- 伝えられるところによると、2008年にヤン・ファンとノースウェスタン工科大学の中国人研究チームは、 RF 共鳴空洞スラスターの背後にある理論を検証し、その後 2010 年に独自のバージョンを構築しました。 ドライブをテストしています複数回 2012年から2014年まで。 テスト結果は良好で、最大 750 mN (ミリニュートン) の推力を達成し、2,500 ワットの電力を必要としたとされています。
- 2014 年、NASA の研究者は、独自のバージョンの EmDrive をハード真空中でテストしました。 もう一度、グループは推力（ショーヤーの主張の約1,000分の1）を報告しましたが、またしても、データはピアレビューされた情報源を通じて公開されることはありませんでした。 他のNASAグループは研究者の主張に懐疑的だが、彼らの論文では、これらの発見はこの研究を裏付けるものでも反駁するものでもなく、さらなる実験が必要であると明確に述べられている。
- 2015 年、同じ NASA グループが化学技術者のグイド・フェッタ氏のカンナエ ドライブ (旧姓 Q ドライブ) のバージョンをテストしました。 正のネット推力を報告. 同様に、ドレスデン工科大学の研究グループもドライブをテストしました。 レポート推力、予測されたものと予想外の両方。
- 2015 年末に NASA 研究グループ、イーグルワークスによるさらに別のテスト EmDrive の有効性が確認されたようです。 このテストでは、以前のテストで発生したエラーが修正され、驚くべきことに、ドライブは推力を達成しました。 ただし、このグループはまだ調査結果を査読のために提出していません。 実験における他の予期せぬエラーが推力を引き起こした可能性があります (最も可能性が高いのは 真空が損なわれ、熱によってテスト環境内の空気が膨張し、テスト環境が移動したためです。 ドライブ）。 調査結果が最終的に発表されるかどうかにかかわらず、さらに多くのテストを行う必要があります。 それはまさに、オハイオ州クリーブランドのグレン研究センター、NASAのジェット推進研究所、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所がやろうとしていることだ。 EmDrive 信者にとっては、希望があるようです。
2016年半ば、英国プリマス大学の研究者である物理学者マイケル・マカロック氏によって、実験で観測された推力の説明となる可能性がある新しい理論が提唱された。 マカロックの理論は慣性と、相対性理論によって予測される概念であるウンルー効果と呼ばれるものを扱っています。 加速すればするほど宇宙はより熱く見えるようになり、その熱は地球に比べて観測されます。 加速度。
マカロックの新しい理論は、粒子が存在すると推測するウンルー放射線の未確認の概念を扱っています。 観察された宇宙の加熱の直接の結果として、宇宙の真空から形成される。 加速度。 この理論的概念は、宇宙についての現在の理解にほぼ適合しており、現在私たちが行っている慣性の結果を予測します。 注目すべき例外が 1 つありますが、EM のテスト中に観察されたのとほぼ同じ規模の小さな加速が観察されます。 ドライブ。
この加速はウンルー放射線粒子の結果として発生し、加速度が低下すると波長が増加します。 異なる波長のウンルー粒子は、EM ドライブの円錐のどちらかの端に適合する必要があります。 それらは円錐内で跳ね返り、慣性も変化し、最終的には次のような結果になります。 突っ込み。
マカロックの理論は、確かに、素人の言葉で簡潔に説明するのは少し難しいです。 興味があり、理論をさらに詳しく読みたい場合は、次のリンクを参照してください。 彼の理論を論じたマカロックの論文全文はこちら. ここで重要なのは、ウンルー効果とウンルー放射が確認されれば、これまで不可能に見えたEMドライブの推力観測に完全に納得のいく説明が得られるということだ。 これにはさらなる研究と実験が必要であり、推進システムのテストに向けたさらなる推進力が与えられます。
EmDrive が動作することの影響
科学界でどれだけの人が EmDrive と RF 共振空洞推力に対して警戒しているかは簡単にわかります。 しかしその一方で、豊富な研究結果からいくつかの疑問が生じます。なぜこのテクノロジーにこれほどの関心があり、なぜこれほど多くの人がそれをテストしたいと思うのでしょうか。 このドライブについて、これほど魅力的なアイデアとなっている主張は一体何なのでしょうか? 大気温度制御衛星から、より安全でより効率的な自動車に至るまで、あらゆるものが可能性として注目されているが、 ドライブのアプリケーション、テクノロジーの本当の魅力、そしてそもそもその創造の原動力は、宇宙への影響です 旅行。
無反応駆動装置を搭載した宇宙船は、わずか数時間で月に、2～3か月で火星に、2年以内に冥王星に到達する可能性がある。 これらは非常に大胆な主張ですが、もし EmDrive が合法的なテクノロジーであることが判明した場合、それほど突飛なものではないかもしれません。 また、数トン相当の燃料を積む必要がなくなるため、宇宙船はより安価で製造が容易になり、はるかに軽くなります。
NASA および SpaceX のような多数の民間宇宙企業を含むその他の組織にとって、 軽量で手頃な価格で、宇宙の遠隔地まで素早く移動できる宇宙船は、一種の宇宙船です。 ユニコーン。 それでも、それが現実になるためには、科学が積み重なる必要があります。
Shawyer 氏は、EmDrive がどのように機能するかを説明するのに疑似科学や量子理論は必要ないと断言します。 その代わりに、彼はニュートン物理学の現在のモデルが説明を提供すると信じており、次のように書いています。 この主題に関する論文、そのうちの 1 つは現在査読中です (Eagleworks とは別) 紙）。 同氏はこの論文が今年中に出版されると期待している。 過去にシャワイアーは、科学が間違っていて一貫性がないとして他の科学者から批判されてきたが、 この論文が実際に出版されると、EmDrive が正当化され始め、より多くのテストが行われる可能性があります。 研究。
リアクションレスドライブを搭載した宇宙船は、わずか数時間で月に到達できる可能性があります。
ドライブは物理法則内で動作するという彼の主張にもかかわらず、それは彼が EmDrive に関して大胆な主張をすることを妨げるものではありませんでした。 シャワイアー氏は、この新しいドライブがワープバブルを生成してドライブが動くようになったと記録に残しており、これが NASA のテスト結果が達成された可能性がある方法であると主張した。 このような主張はオンラインで多くの関心を集めていますが、明確な裏付けデータはなく、（少なくとも） 科学界に真剣に受け止められるよう、大規模な実験と議論が行われる必要があるが、科学界の大多数は依然として懐疑的である。 シャワイアー氏の主張。 この新しい査読論文により、さらに多くの EmDrive テストが実施され、これがどのように機能するかを解明するのに役立つことを願っています。
アーマー・プラネタリウムのコリン・ジョンストン氏 広範な批評を書いた EmDrive の結果と、多数のテストの決定的ではない結果。 同様に、コーリー S. ディスカバリーのパウエル 彼自身の告発状を書いた Shawyer の EmDrive と Fetta の Cannae Drive の両方、そして NASA の発見に対する最近の熱狂についても同様です。 両者とも、そのような事例を報告する際には、より大きな裁量が必要であると指摘している。 教授兼数理物理学者のジョン C. バエズは、概念的なテクノロジーが議論や議論に固執することにうんざりしていることを表明し、「無反応の衝動」という概念全体を呼びました。バカっぽい」 彼の熱烈な解任は他の多くの人々の感情に同調する。
Shawyer の EmDrive は、Web サイトを含む他の場所でも熱狂的に迎えられています。 NASASpaceFlight.com — 最新の Eagleworks のテストに関する情報が最初に掲載された場所 — そして、EmDrive に関する好意的で楽観的な論文を掲載した人気雑誌 New Scientist。 (編集者は後に、このアイデアに対する興奮を持ち続けたにもかかわらず、次のような声明を発表した。 より機転を見せた 物議を醸す主題について書くとき。)
NASA Eagleworks の論文は、テクノロジーをより深く理解し、さらに改良するための扉を開きます。 実証的に動作する EmDrive は、宇宙旅行と地上旅行の両方にエキサイティングな可能性を開く可能性があります。言うまでもなく、物理学に対する私たちの理解全体に疑問を投げかけます。
