Viss, kas jums jāzina par EmDrive Thruster

Pat ja jūs nesekojiet līdzi kosmosa piedziņas tehnoloģiju attīstībai, jūs, iespējams, esat dzirdējuši par EmDrive. Jūs droši vien esat redzējuši virsrakstus, kas to paziņo starpzvaigžņu ceļojumu atslēga, un apgalvo, ka tas krasi samazinās ceļojuma laiku pa mūsu Saules sistēmu, padarot mūsu sapņus par cilvēkiem, kas staigā uz citām planētām, vēl vairāk par realitāti. Ir pat izskanējuši apgalvojumi, ka šī ļoti pretrunīgi vērtētā tehnoloģija ir atslēga deformācijas disku radīšanai.

Tie ir drosmīgi apgalvojumi, un, kā reiz teica izcilais kosmologs un astrofiziķis Karls Sagans, "ārkārtējiem apgalvojumiem ir vajadzīgi ārkārtēji pierādījumi." Ar to paturot prātā, mēs domājām, ka būtu lietderīgi izjaukt to, ko mēs zinām par mīklaino EmDrive un vai tas patiesībā ir atslēga, lai cilvēce varētu izpētīt zvaigznes.

Tātad, bez turpmākas piepūles, šeit ir viss, kas jums jāzina par pasaulē mulsinošāko piedziņas ierīci.

Šis raksts tiek periodiski atjaunināts, reaģējot uz jaunumiem un notikumiem saistībā ar EM Drive un ar to saistītajām teorijām.

Jauns, nopludināts NASA papīrs norāda uz potenciāli strādājošu EmDrive

Nopludināts NASA papīrs, ko ieguvis International Business Times izmantojot lietotāja ziņu NASA Spaceflight forumos. Šo ziņu sākotnēji izdzēsa foruma moderatori, taču kopš tā laika dokuments ir publicēts un joprojām ir skatāms šeit. Raksts šķietami ir tas pats, kas tika apspriests gada sākumā (ziņots tālāk). Dokumentā sniegtā informācija skaidri norāda uz EmDrive darba versiju, un, kamēr tā vēl nav tiks publicēts, tas joprojām ir paredzēts Aeronautikas un astronautikas institūta zinātniskajā darbā žurnāls, AIAA Propulsion and Power žurnāls.

Kā minēts tālāk, tas ir milzīgs solis uz priekšu EmDrive un tiem, kas tic teorētiskajai tehnoloģijai. Ja papīrs par NASA atklājumiem patiešām izturēsies un ieraudzīs dienasgaismu — kas šķiet ļoti iespējams —, tas būs labvēlīgs tālākai EmDrive tehnoloģijas izpētei un attīstībai. Tas pavērtu durvis turpmākiem pētījumiem un testiem, un beidzot varētu likt cilvēkiem ātri un viegli ceļot kosmosā.

EmDrive dokuments beidzot ir pieņemts salīdzinošajā pārskatīšanā

Sākotnēji šajā rakstā tika norādīts, ka iepriekšējie pētījumi un dokumenti par EmDrive nav iesniegti vai ir izturējuši salīdzinošo pārskatīšanu. Tomēr šīs dienas ir pagātnē, ņemot vērā NASA Eagleworks rakstu par EmDrive testu, kas ir tiek ziņots, ka ir izturējis salīdzinošās pārskatīšanas procesu un drīzumā to publicēs Amerikas Aeronautikas un astronautikas institūts. AIAA Propulsion and Power žurnāls.

Tas ir svarīgs EmDrive solis, jo tas piešķir tehnoloģijai un līdz šim veiktajiem testiem leģitimitāti, paverot iespēju citām grupām atkārtot testus. Tas arī ļaus citām grupām veltīt vairāk resursu, lai atklātu, kāpēc un kā tas darbojas, un kā atkārtot piedziņu, lai padarītu to par dzīvotspējīgu piedziņas veidu. Tātad, lai gan viens recenzēts dokuments pēkšņi neapgādās cilvēku rasi ar starpplanētu ceļojumiem, tas ir pirmais solis, lai galu galā apzinātos šo iespējamo nākotni.

Kas ir EmDrive?

Vienkārši sakot, EmDrive ir mīkla. Pirmo reizi 2001. gadā izstrādāja aviācijas un kosmosa inženieris Rodžers Šojers, un šo tehnoloģiju var raksturot kā piedziņas sistēmu bez degvielas, kas nozīmē, ka dzinējs neizmanto degvielu, lai izraisītu reakciju. Atbrīvojoties no nepieciešamības pēc degvielas, kuģis kļūst ievērojami vieglāks un līdz ar to vieglāk pārvietojams (un teorētiski lētāk izgatavots). Turklāt hipotētiskā piedziņa spēj sasniegt ārkārtīgi lielu ātrumu — mēs runājam par iespējamu cilvēku nokļūšanu Saules sistēmas ārmalās dažu mēnešu laikā.

Problēma ir tāda, ka viss bezreakcijas piedziņas jēdziens neatbilst Ņūtona impulsa saglabāšanai, kas norāda ka slēgtā sistēmā lineārais un leņķiskais impulss paliek nemainīgs neatkarīgi no izmaiņām, kas notiek minētajā sistēmā sistēma. Precīzāk: ja vien netiek pielietots ārējs spēks, objekts nepārvietosies.

Bezreakcijas piedziņas tiek nosauktas par tādām, jo ​​tām trūkst "reakcijas", kas definēta Ņūtona trešajā likumā: "Katrai darbībai ir vienāda un pretēja reakcija." Bet šis iet pretrunā ar mūsu pašreizējo fundamentālo fizikas izpratni: darbībai (kuģa dzinējspēkam), kas notiek bez reakcijas (degvielas aizdegšanās un masas izmešana), ir jābūt neiespējami. Lai tāda notiktu, tas nozīmētu, ka notiek vēl nenoteikta parādība — vai arī mūsu izpratne par fiziku ir pilnīgi nepareiza.

Kā EmDrive "darbojas?"

Atmetot tehnoloģijas potenciāli fiziku graujošās varbūtības, vienkāršos aprakstos, kā darbojas piedāvātā piedziņa. EmDrive ir tas, ko sauc par an RF rezonanses dobuma dzineklis, un ir viena no vairākām hipotētiskām iekārtām, kas izmanto šo modeli. Šīs konstrukcijas darbojas, magnetronam iespiežot mikroviļņus slēgtā, nošķeltā konusā, pēc tam piespiežot pret konusa īso galu un virzot kuģi uz priekšu.

Tas ir pretstatā pašreizējam kosmosa kuģa piedziņas veidam, kas sadedzina lielu daudzumu degvielas, lai izspiestu milzīgu daudzumu enerģijas un masas, lai kuģis paceltu gaisā. Bieži lietota metafora šīs metodes neefektivitātei ir salīdzināt daļiņas, kas spiežas pret iežogot un radīt vilces spēku, sēžot automašīnā un spiežot stūri, lai pārvietotu automašīnu uz priekšu.

Lai gan testi ir veikti eksperimentālajām piedziņas versijām — ar zemu enerģijas ievadi, kas rada dažus mikroņūtonus vilces spēku (apmēram tikpat daudz spēka kā svara no santīma) — pirmais recenzētais dokuments tika pieņemts tikai nesen, un neviens no citu testu rezultātiem nekad nav publicēts salīdzinošā recenzētā izdevumā. žurnāls. Iespējams, dažus pozitīvus vilces rezultātus izraisīja traucējumi vai nenovērota kļūda ar testa aprīkojumu. Tiek ziņots, ka NASA Eagleworks dokuments ir pieņemts salīdzinošajā pārskatīšanā un tiks publicēts AIAA Propulsion and Power žurnāls tomēr piešķir šiem apgalvojumiem diezgan lielu leģitimitāti.

Lai gan pirms Eagleworks papīra bija daudz skepse par EmDrive, tas tā ir Ir svarīgi atzīmēt, ka ir bijuši vairāki cilvēki, kuri ir izmēģinājuši braucienu un ziņojuši par sasniegumiem grūdiens.

• 2001. gadā Shawyer saņēma Lielbritānijas valdības dotāciju 45 000 mārciņu apmērā EmDrive testēšanai. Tiek ziņots, ka viņa tests sasniedza 0,016 ņūtonu spēku un prasīja 850 vatu jaudas, taču neviens testu salīdzinošais pārskats to neapstiprināja. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka šis skaitlis bija pietiekami zems, lai tā varētu būt eksperimentāla kļūda.
• 2008. gadā Jans Huans un Ķīnas pētnieku komanda Ziemeļrietumu Politehniskajā universitātē, domājams, pārbaudīja teoriju par RF rezonanses dobuma dzinekļiem un pēc tam izveidoja savu versiju 2010. gadā, diska testēšanavairākas reizes no 2012. līdz 2014. gadam. Pārbaužu rezultāti bija it kā pozitīvi, sasniedzot 750 mN (miljwtonu) vilces spēku un prasīja 2500 vatu jaudu.
• 2014. gadā NASA pētnieki pārbaudīja savu EmDrive versiju, tostarp cietā vakuumā. Atkal grupa ziņoja par virzību (apmēram 1/1000 Shawyer apgalvojumu), un atkal dati nekad netika publicēti, izmantojot recenzētus avotus. Citas NASA grupas ir skeptiski noskaņotas pret pētnieku apgalvojumiem, taču savā dokumentā ir skaidri norādīts, ka šie atklājumi ne apstiprina, ne atspēko virzību, tā vietā aicina veikt turpmākus testus.
• 2015. gadā tā pati NASA grupa pārbaudīja ķīmijas inženiera Gvido Fetas Cannae Drive (dzimusi Q Drive) versiju un ziņoja par pozitīvu neto vilci. Tāpat arī Drēzdenes Tehnoloģiju universitātes pētnieku grupa vēlreiz pārbaudīja piedziņu ziņošanas virziens, gan prognozēts, gan negaidīts.
• Vēl viens NASA pētniecības grupas Eagleworks tests 2015. gada beigās šķietami apstiprināja EmDrive derīgumu. Pārbaudē tika izlabotas kļūdas, kas bija radušās iepriekšējos testos, un pārsteidzošā kārtā piedziņa sasniedza vilci. Tomēr grupa vēl nav iesniegusi savus secinājumus salīdzinošai pārskatīšanai. Iespējams, ka citas neparedzētas kļūdas eksperimentā var izraisīt grūdienu (visticamāk, no kuriem ir tas, ka vakuums tika apdraudēts, izraisot karstuma izplešanos tajā testēšanas vidē un izkustinot vadīt). Neatkarīgi no tā, vai secinājumi galu galā tiek publicēti vai nē, ir jāveic vairāk testu. Tieši to plāno darīt Glena pētniecības centrs Klīvlendā, Ohaio štatā, NASA Reaktīvo dzinēju laboratorija un Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorija. EmDrive ticīgajiem šķiet, ka ir kāda cerība.

2016. gada vidū fiziķis Michael McCulloch, pētnieks no Plimutas universitātes Apvienotajā Karalistē, izvirzīja jaunu teoriju, kas var sniegt skaidrojumu par testos novēroto vilci. McCulloch teorija attiecas uz inerci un kaut ko, ko sauc par Unruh efektu - jēdzienu, ko paredz relativitāte, kas liek Visumam izskatīties karstākam, jo ​​vairāk jūs paātrinājat, un siltums tiek novērots attiecībā pret paātrinājums.

McCulloch jaunā teorija attiecas uz neapstiprināto Unruh starojuma koncepciju, kas secina, ka daļiņas veidojas no kosmosa vakuuma kā tiešs rezultāts novērotās Visuma uzkaršanas dēļ paātrinājums. Šī teorētiskā koncepcija lielā mērā iekļaujas mūsu pašreizējā izpratnē par Visumu un prognozē inerces rezultātus, ko mēs pašlaik. novērojiet, lai gan ar vienu ievērojamu izņēmumu: nelielu paātrinājumu mērogā apmēram tā, kas tika novērots, pārbaudot EM Braukt.

Šis paātrinājums rodas Unruh starojuma daļiņu rezultātā, kuru viļņu garums palielinās, samazinoties paātrinājumam. Nepārtrauktām daļiņām dažādos viļņu garumos būtu jāietilpst abos EM Drive konusa galos un kā tie lēkā apkārt konusa iekšpusē, mainītos arī to inerce, kas galu galā izraisītu grūdiens.

Jāatzīst, ka Makkaloha teoriju ir nedaudz grūti izskaidrot īsos nespeciālistu terminos. Ja esat ziņkārīgs un vēlaties sīkāk lasīt teoriju, varat lasīt Viss McCulloch raksts, kurā šeit tiek apspriesta viņa teorija. Lieta ir tāda, ka, ja tiek apstiprināts Unruh efekts un Unruh starojums, tas piedāvā pilnīgi ticamu skaidrojumu EM Drive līdz šim šķietami neiespējamajiem vilces novērojumiem. Tas prasīs turpmāku izpēti un eksperimentus, un tas dos piedziņas sistēmai vēl lielāku impulsu testēšanai.

Darba EmDrive sekas

Ir viegli saprast, cik daudzi zinātnieku aprindās ir piesardzīgi pret EmDrive un RF rezonanses dobuma grūdieniem. Bet, no otras puses, pētījumu bagātība rada dažus jautājumus: kāpēc ir tik liela interese par tehnoloģiju un kāpēc tik daudzi cilvēki vēlas to pārbaudīt? Kādi tieši apgalvojumi tiek izteikti par disku, kas padara to par tik pievilcīgu ideju? Lai gan viss, sākot no atmosfēras temperatūru regulējošiem satelītiem, līdz drošākiem un efektīvākiem automobiļiem, tiek uzskatīts par potenciālu. diskdziņa lietojumi, tehnoloģijas patiesā piesaiste un, pirmkārt, stimuls tās radīšanai, ir ietekme uz kosmosu. ceļot.

Kosmosa kuģis, kas aprīkots ar bezreakcijas piedziņu, potenciāli varētu sasniegt Mēnesi tikai dažu stundu laikā, Marsu divu līdz trīs mēnešu laikā un Plutonu divu gadu laikā. Tie ir ārkārtīgi drosmīgi apgalvojumi, taču, ja EmDrive izrādīsies likumīga tehnoloģija, tie var nebūt tik neparasti. Bez nepieciešamības iepakot vairākas tonnas degvielas, kosmosa kuģi kļūst lētāki un vieglāk ražojami, kā arī daudz vieglāki.

NASA un citām līdzīgām organizācijām, tostarp daudzām privātajām kosmosa korporācijām, piemēram, SpaceX, Vieglie kosmosa kuģi par pieņemamu cenu, kas var ātri ceļot uz attālām kosmosa daļām, ir kaut kas no a vienradzis. Tomēr, lai tas kļūtu par realitāti, zinātnei ir jāpievienojas.

Shawyer ir pārliecināts, ka nav vajadzīgas pseidozinātnes vai kvantu teorijas, lai izskaidrotu, kā EmDrive darbojas. Tā vietā viņš uzskata, ka pašreizējie Ņūtona fizikas modeļi piedāvā skaidrojumu, un ir rakstījis rakstus par šo tēmu, no kuriem viens pašlaik tiek recenzēts (atsevišķi no Eagleworks papīrs). Viņš sagaida, ka raksts tiks publicēts kaut kad šogad. Kamēr agrāk Šojeru citi zinātnieki kritizēja par nepareizu un nekonsekventu zinātni, ja Papīrs patiešām tiek publicēts, tas var sākt leģitimizēt EmDrive un veicināt vairāk testēšanas un pētījumiem.

Neskatoties uz viņa uzstājību, ka disks darbojas saskaņā ar fizikas likumiem, tas nav traucējis viņam izteikt drosmīgus apgalvojumus par EmDrive. Shawyer ir turpinājis ierakstu, sakot, ka šis jaunais disks radīja deformācijas burbuļus, kas ļauj diskam kustēties, apgalvojot, ka šādi visticamāk tika sasniegti NASA testa rezultāti. Tādi apgalvojumi kā šie ir izpelnījušies lielu interesi tiešsaistē, taču tiem nav skaidru apliecinošu datu, un tiem būs (vismaz) plašas pārbaudes un debates, lai zinātnieku aprindas tās uztvertu nopietni, un lielākā daļa no tām joprojām ir skeptiska Shawyer apgalvojumi. Cerams, ka ar šo jauno recenzēto dokumentu tiks veikti vairāk EmDrive testu, kas palīdzēs noskaidrot, kā šī lieta darbojas.

Kolins Džonstons no Armagas planetārija uzrakstīja plašu kritiku EmDrive un daudzu testu nepārliecinošiem atklājumiem. Tāpat Korijs S. Atklājuma Pauels uzrakstīja savu apsūdzību gan Shawyer's EmDrive, gan Fetta's Cannae Drive, kā arī nesenā degsme par NASA atklājumiem. Abi norāda uz nepieciešamību pēc lielāka rīcības brīvības, ziņojot par šādiem gadījumiem. Profesors un matemātiskais fiziķis Džons C. Baezs pauda savu nogurumu par konceptuālās tehnoloģijas neatlaidību debatēs un diskusijās, nosaucot visu bezreakcijas dzinējspēka jēdzienu "balone”. Viņa kaislīgā atlaišana sasaucas ar daudzu citu noskaņojumu.

Shawyer's EmDrive ir saticis ar entuziasmu citur, tostarp vietnē NASASpaceFlight.com — kur pirmo reizi tika publicēta informācija par jaunākajiem Eagleworks testiem — un populārais žurnāls New Scientist, kas publicēja labvēlīgu un optimistisku rakstu par EmDrive. (Redaktori vēlāk nāca klajā ar paziņojumu, ka, neskatoties uz ilgstošu satraukumu par šo ideju, viņiem tas bija jādara izrādīja lielāku taktiku rakstot par strīdīgo tēmu.)

NASA Eagleworks papīrs paver durvis labākai tehnoloģiju izpratnei un tās turpmākai uzlabošanai. Demonstrējams, strādājošs EmDrive varētu pavērt aizraujošas iespējas gan kosmosa, gan zemes ceļošanai — nemaz nerunājot par to, ka mēs apšaubām visu mūsu izpratni par fiziku.