Zelfs als u de ontwikkelingen op het gebied van ruimtevoortstuwingstechnologie niet bijhoudt, heeft u waarschijnlijk toch wel eens van de EmDrive gehoord. Je hebt waarschijnlijk de krantenkoppen gezien die dit verklaren de sleutel tot interstellaire reizen, en beweert dat het de reistijd door ons zonnestelsel drastisch zal verkorten, waardoor onze dromen van mensen die op andere planeten lopen nog meer werkelijkheid worden. Er zijn zelfs beweringen dat deze zeer controversiële technologie de sleutel is tot het creëren van warpdrives.
Dit zijn gewaagde beweringen, en zoals de grote kosmoloog en astrofysicus Carl Sagan ooit zei: ‘buitengewone beweringen vereisen buitengewoon bewijs.’ Met dat in gedachten dachten we dat het nuttig zou zijn om op te splitsen wat we weten over de enigmatische EmDrive, en of het in feite de sleutel is voor het verkennen van de mensheid sterren.
Aanbevolen video's
Dus zonder verder oponthoud: hier is absoluut alles wat u moet weten over 's werelds meest raadselachtige voortstuwingsapparaat.
Dit artikel wordt periodiek bijgewerkt naar aanleiding van nieuws en ontwikkelingen rondom de EM Drive en de theorieën eromheen.
Een nieuw, uitgelekt NASA-papier wijst op mogelijk werkende EmDrive
Een uitgelekt NASA-papier verkregen door de International Business Times via een bericht van een gebruiker op de NASA Spaceflight-forums. Het bericht is oorspronkelijk verwijderd door de moderators van het forum, maar het document is sindsdien gepost en blijft momenteel zichtbaar hier. Het artikel is ogenschijnlijk hetzelfde als dat eerder dit jaar werd besproken (hieronder gerapporteerd). De informatie in het artikel wijst duidelijk op een werkende versie van de EmDrive, en dat is nog niet zo gepubliceerd zal worden, zal het nog steeds draaien in de wetenschappelijke afdeling van het Institute of Aeronautics and Astronautics logboek, AIAA Journal of voortstuwing en kracht.
Zoals hieronder besproken is dit een enorme stap voorwaarts voor de EmDrive en voor degenen die in de theoretische technologie geloven. Als het artikel over de bevindingen van NASA inderdaad door de test komt en het daglicht ziet – wat zeer waarschijnlijk lijkt – zal het een zegen zijn voor verder onderzoek en ontwikkeling van de EmDrive-technologie. Dit zou de deur openen voor verder onderzoek en tests, en zou mensen eindelijk op weg kunnen helpen naar snelle, lichtgewicht ruimtereizen.
Een EmDrive-paper is eindelijk geaccepteerd door peer review
Oorspronkelijk werd er in dit artikel op gewezen dat eerdere onderzoeken en artikelen over de EmDrive ofwel niet zijn ingediend, ofwel door vakgenoten zijn beoordeeld. Die dagen behoren echter tot het verleden, gezien een NASA Eagleworks-paper over de EmDrive-test die dat wel heeft gedaan naar verluidt geslaagd voor het peer review-proces en zal binnenkort worden gepubliceerd door het American Institute of Aeronautics and Astronautics’ AIAA Journal of voortstuwing en kracht.
Dit is een belangrijke stap voor de EmDrive omdat het legitimiteit toevoegt aan de technologie en de tests die tot nu toe zijn uitgevoerd, waardoor de deur wordt geopend voor andere groepen om de tests te repliceren. Dit zal andere groepen ook in staat stellen meer middelen te besteden aan het ontdekken waarom en hoe het werkt, en hoe ze de drang kunnen herhalen om er een levensvatbare vorm van voortstuwing van te maken. Hoewel één enkel peer-reviewed artikel de mensheid dus niet plotseling zal uitrusten met interplanetaire reizen, is het wel de eerste stap op weg naar het uiteindelijk realiseren van die mogelijke toekomst.
Wat is de EmDrive?
Simpel gezegd: de EmDrive is een raadsel. De technologie werd voor het eerst ontworpen in 2001 door ruimtevaartingenieur Roger Shawyer en kan worden samengevat als een voortstuwingssysteem zonder stuwstof, wat betekent dat de motor geen brandstof gebruikt om een reactie te veroorzaken. Door de behoefte aan brandstof weg te nemen, wordt een vaartuig aanzienlijk lichter en daardoor gemakkelijker te verplaatsen (en theoretisch goedkoper te maken). Bovendien kan de hypothetische aandrijving extreem hoge snelheden bereiken – we hebben het hier over het potentieel om mensen binnen enkele maanden naar de buitenste regionen van het zonnestelsel te brengen.
We hebben het over de mogelijkheid om mensen binnen enkele maanden naar de buitenste regionen van het zonnestelsel te brengen.
Het probleem is dat het hele concept van een reactieloze drang inconsistent is met Newtons behoud van momentum, dat stelt dat binnen een gesloten systeem het lineaire en hoekmomentum constant blijven, ongeacht eventuele veranderingen die daarin plaatsvinden systeem. Duidelijker: tenzij er een kracht van buitenaf wordt uitgeoefend, zal een object niet bewegen.
Reactieloze driften worden zo genoemd omdat ze de ‘reactie’ missen die wordt gedefinieerd in de derde wet van Newton: ‘Voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie.’ Maar dit gaat tegen ons huidige fundamentele begrip van de natuurkunde: een actie (voortstuwing van een vaartuig) die plaatsvindt zonder reactie (ontsteking van brandstof en uitdrijving van massa) moet onmogelijk. Als zoiets zou gebeuren, zou dit betekenen dat er een nog niet gedefinieerd fenomeen plaatsvindt – of dat ons begrip van de natuurkunde volkomen verkeerd is.
Hoe werkt de EmDrive?
Laten we, afgezien van de potentieel natuurkundige onwaarschijnlijkheden van de technologie, in eenvoudige bewoordingen uiteenzetten hoe de voorgestelde aandrijving werkt. De EmDrive is wat een RF-resonante holteboegschroef, en is een van de vele hypothetische machines die dit model gebruiken. Deze ontwerpen werken doordat een magnetron microgolven in een gesloten afgeknotte kegel duwt, vervolgens tegen het korte uiteinde van de kegel duwt en het vaartuig voortstuwt.
Dit staat in contrast met de vorm van voortstuwing die momenteel door ruimtevaartuigen wordt gebruikt, waarbij grote hoeveelheden brandstof worden verbrand om een enorme hoeveelheid energie en massa te verdrijven om het vaartuig de lucht in te schieten. Een vaak gebruikte metafoor voor de inefficiëntie hiervan is het vergelijken van de deeltjes die tegen de deeltjes aanduwen omsluiting en het produceren van stuwkracht bij het zitten in een auto en het indrukken van een stuur om de auto in beweging te brengen vooruit.
Hoewel er tests zijn uitgevoerd op experimentele versies van de aandrijving – met een lage energie-input, resulterend in een paar micronewton stuwkracht (ongeveer evenveel kracht als het gewicht van een cent) — Het eerste peer-reviewed artikel is pas onlangs geaccepteerd en geen van de bevindingen uit andere tests is ooit gepubliceerd in een peer-reviewed artikel. logboek. Het is mogelijk dat sommige positieve stuwkrachtresultaten zijn veroorzaakt door interferentie of een niet-verklaarde fout met testapparatuur. Het feit dat het artikel van NASA Eagleworks naar verluidt is aanvaard door peer review en zal worden gepubliceerd in AIAA Journal of voortstuwing en kracht voegt echter behoorlijk wat legitimiteit toe aan deze beweringen.
Hoewel er voorafgaand aan de Eagleworks-paper veel scepsis was over de EmDrive, is dat wel het geval Het is belangrijk op te merken dat er een aantal mensen zijn die de drive hebben getest en hebben gerapporteerd dat ze deze hebben bereikt stoot.
- In 2001 kreeg Shawyer een subsidie van £ 45.000 van de Britse overheid om de EmDrive te testen. Zijn test bereikte naar verluidt een kracht van 0,016 Newton en vereiste een vermogen van 850 watt, maar geen enkele peer review van de tests bevestigde dit. Het is echter vermeldenswaard dat dit aantal zo laag was dat het mogelijk een experimentele fout was.
- In 2008 zouden Yang Juan en een team Chinese onderzoekers aan de Northwestern Polytechnical University hebben gewerkt verifieerde de theorie achter RF-resonantieholte-stuwraketten en bouwde vervolgens in 2010 hun eigen versie, het testen van de schijfmeerdere keren van 2012 tot 2014. De testresultaten waren naar verluidt positief, waarbij een stuwkracht van 750 mN (millinewton) werd bereikt en een vermogen van 2.500 watt nodig was.
- In 2014 testten NASA-onderzoekers hun eigen versie van een EmDrive, ook in een hard vacuüm. Opnieuw rapporteerde de groep een stuwkracht (ongeveer 1/1.000 van Shawyers beweringen), en opnieuw werden de gegevens nooit gepubliceerd via peer-reviewed bronnen. Andere NASA-groepen staan sceptisch tegenover de beweringen van onderzoekers, maar in hun artikel wordt duidelijk gesteld dat deze bevindingen de drang niet bevestigen of weerleggen, maar in plaats daarvan oproepen tot verdere tests.
- In 2015 testte diezelfde NASA-groep een versie van de Cannae Drive van chemisch ingenieur Guido Fetta (née Q Drive), en rapporteerde een positieve netto stuwkracht. Op dezelfde manier testte een onderzoeksgroep van de Technische Universiteit van Dresden de aandrijving ook opnieuw stuwkracht melden, zowel voorspeld als onverwacht.
- Nog een test door een NASA-onderzoeksgroep, Eagleworks, eind 2015 schijnbaar bevestigde de geldigheid van de EmDrive. De test corrigeerde fouten die bij de vorige tests waren opgetreden, en verrassend genoeg bereikte de aandrijving stuwkracht. De groep heeft hun bevindingen echter nog niet voor peer review ingediend. Het is mogelijk dat andere onvoorziene fouten in het experiment stuwkracht hebben veroorzaakt (waarvan de meest waarschijnlijke is dat het vacuüm is aangetast, waardoor de warmte de lucht in de testomgeving heeft doen uitzetten en de lucht in beweging heeft gebracht drijfveer). Of de bevindingen uiteindelijk worden gepubliceerd of niet, er moeten meer tests worden gedaan. Dat is precies wat het Glenn Research Center in Cleveland, Ohio, het Jet Propulsion Laboratory van NASA en het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory van plan zijn te doen. Voor EmDrive-gelovigen lijkt er enige hoop te zijn.
Medio 2016 werd een nieuwe theorie naar voren gebracht door natuurkundige Michael McCulloch, een onderzoeker van de Plymouth University in het Verenigd Koninkrijk, die een verklaring zou kunnen bieden voor de kracht die bij tests werd waargenomen. De theorie van McCulloch gaat over traagheid en iets dat het Unruh-effect wordt genoemd – een concept dat wordt voorspeld door de relativiteitstheorie. waardoor het universum heter lijkt naarmate je sneller versnelt, met de waargenomen hitte ten opzichte van de versnelling.
De nieuwe theorie van McCulloch gaat over het onbevestigde concept van Unruh-straling, waaruit blijkt dat deeltjes ontstaan uit het vacuüm van de ruimte als direct gevolg van de waargenomen opwarming van het heelal als gevolg van versnelling. Dit theoretische concept past grotendeels in ons huidige begrip van het universum en voorspelt de resultaten van de traagheid die we momenteel hebben observeren, zij het met één opmerkelijke uitzondering: kleine versnellingen op de schaal van ongeveer wat is waargenomen tijdens het testen van de EM Drijfveer.
Deze versnelling is het gevolg van de Unruh-stralingsdeeltjes, waarvan de golflengte toeneemt naarmate de versnelling afneemt. Unruh-deeltjes met verschillende golflengten zouden aan beide uiteinden van de kegel van de EM Drive moeten passen, en zo Als ze rondstuiteren in de kegel, zou hun traagheid ook veranderen, wat uiteindelijk zou resulteren in stoot.
De theorie van McCulloch is, toegegeven, een beetje moeilijk om in beknopte termen voor leken om te zetten. Als je nieuwsgierig bent en je verder wilt verdiepen in de theorie, kun je lezen Het hele artikel van McCulloch waarin zijn theorie wordt besproken, vindt u hier. Het punt hier is dat, mocht het Unruh-effect en de Unruh-straling worden bevestigd, dit een volkomen plausibele verklaring biedt voor de schijnbaar tot nu toe onmogelijke stuwkrachtwaarnemingen van de EM Drive. Dit zal verder onderzoek en experimenten vergen, en geeft het voortstuwingssysteem nog meer momentum om te testen.
Implicaties van een werkende EmDrive
Het is gemakkelijk te zien hoeveel mensen in de wetenschappelijke gemeenschap op hun hoede zijn voor EmDrive en RF-resonante holtestoten. Maar aan de andere kant roept de rijkdom aan onderzoeken een aantal vragen op: waarom is er zoveel belangstelling voor de technologie, en waarom willen zoveel mensen deze testen? Wat zijn precies de beweringen over de drive die het zo’n aantrekkelijk idee maken? Terwijl alles, van satellieten die de atmosferische temperatuur controleren, tot veiligere en efficiëntere auto's, als potentieel is opgevoerd toepassingen voor de aandrijving, de echte aantrekkingskracht van de technologie – en de aanzet voor de creatie ervan in de eerste plaats – zijn de implicaties voor de ruimte reis.
Ruimtevaartuigen uitgerust met een reactieloze aandrijving zouden mogelijk binnen een paar uur de maan kunnen bereiken, Mars binnen twee tot drie maanden en Pluto binnen twee jaar. Dit zijn extreem gewaagde beweringen, maar als de EmDrive een legitieme technologie blijkt te zijn, zijn ze misschien niet zo bizar. En omdat het niet nodig is om meerdere tonnen brandstof mee te nemen, worden ruimtevaartuigen goedkoper, gemakkelijker te produceren en veel lichter.
Voor NASA en andere dergelijke organisaties, waaronder de talrijke particuliere ruimtevaartbedrijven zoals SpaceX, lichtgewicht, betaalbare ruimtevaartuigen die snel naar afgelegen delen van de ruimte kunnen reizen, zijn zoiets als een eenhoorn. Maar om dat werkelijkheid te laten worden, moet de wetenschap kloppen.
Shawyer is ervan overtuigd dat er geen pseudowetenschap of kwantumtheorieën nodig zijn om uit te leggen hoe EmDrive werkt. In plaats daarvan gelooft hij dat de huidige modellen van de Newtoniaanse natuurkunde een verklaring bieden, en dat heeft hij ook geschreven artikelen over dit onderwerp, waarvan er één momenteel door vakgenoten wordt beoordeeld (los van de Eagleworks papier). Hij verwacht dat het artikel ergens dit jaar zal verschijnen. Terwijl Shawyer in het verleden door andere wetenschappers werd bekritiseerd vanwege onjuiste en inconsistente wetenschap, als Als het artikel inderdaad wordt gepubliceerd, kan het de EmDrive beginnen te legitimeren en tot meer testen leiden onderzoek.
Ruimtevaartuigen uitgerust met een reactieloze aandrijving zouden mogelijk binnen een paar uur de maan kunnen bereiken.
Ondanks dat hij volhoudt dat de aandrijving zich binnen de wetten van de natuurkunde gedraagt, heeft dit hem er niet van weerhouden gedurfde uitspraken te doen over EmDrive. Shawyer heeft verklaard dat deze nieuwe schijf warpbubbels produceerde waardoor de schijf kon bewegen, en beweerde dat dit de manier is waarop NASA's testresultaten waarschijnlijk zijn bereikt. Beweringen als deze hebben online veel belangstelling gekregen, maar beschikken niet over duidelijke ondersteunende gegevens en zullen (op zijn minst) uitgebreide tests en debatten om serieus te worden genomen door de wetenschappelijke gemeenschap – waarvan de meerderheid sceptisch blijft Shawyers beweringen. Hopelijk zullen er met dit nieuwe peer-reviewed artikel meer EmDrive-tests worden uitgevoerd, waardoor duidelijk wordt hoe dit ding werkt.
Colin Johnston van het Armagh Planetarium schreef een uitgebreide kritiek van de EmDrive en de onduidelijke bevindingen van talrijke tests. Op dezelfde manier, Corey S. Powell van ontdekking schreef zijn eigen aanklacht van zowel Shawyer’s EmDrive als Fetta’s Cannae Drive, evenals de recente enthousiasme over de bevindingen van NASA. Beiden wijzen op de noodzaak van meer discretie bij het rapporteren over dergelijke gevallen. Professor en wiskundig natuurkundige, John C. Baez uitte zijn uitputting over de volharding van de conceptuele technologie in debatten en discussies, en noemde het hele idee van een reactieloze drang “onzin.” Zijn hartstochtelijke ontslag weerspiegelt de gevoelens van vele anderen.
Shawyer’s EmDrive is elders met enthousiasme ontvangen, ook op de website NASASpaceFlight.com – waar informatie over de meest recente tests van Eagleworks voor het eerst werd geplaatst – en het populaire tijdschrift New Scientist, dat een gunstig en optimistisch artikel op EmDrive publiceerde. (De redactie bracht later een verklaring uit dat ze, ondanks de aanhoudende opwinding over het idee, dat wel hadden moeten doen meer tact getoond wanneer u over een controversieel onderwerp schrijft.)
Het artikel van NASA Eagleworks opent de deur voor een beter begrip van de technologie en voor verdere verfijning ervan. Een aantoonbare, werkende EmDrive zou opwindende mogelijkheden kunnen openen voor zowel ruimte- als landreizen – om nog maar te zwijgen van het in twijfel trekken van ons hele begrip van de natuurkunde.
