Tot ce trebuie să știți despre EmDrive Thruster

Chiar dacă nu țineți pasul cu evoluția tehnologiei de propulsie spațială, probabil că ați auzit totuși despre EmDrive. Probabil ați văzut titluri care declară acest lucru cheia călătoriei interstelare, și susține că va reduce drastic timpul de călătorie prin sistemul nostru solar, făcând visele noastre de a merge pe alte planete și mai mult în realitate. Au existat chiar pretenții că această tehnologie extrem de controversată este cheia creării unităților warp.

Acestea sunt afirmații îndrăznețe și, așa cum a spus odată marele cosmolog și astrofizician Carl Sagan, „afirmațiile extraordinare necesită dovezi extraordinare”. Cu ce În minte, ne-am gândit că ar fi util să detaliem ceea ce știm despre enigmaticul EmDrive și dacă acesta este, de fapt, cheia pentru explorarea omenirii stele.

Așadar, fără alte prelungiri, iată absolut tot ce trebuie să știți despre cel mai încurcat dispozitiv de propulsie din lume.

Acest articol este actualizat periodic ca răspuns la știrile și evoluțiile referitoare la EM Drive și la teoriile care îl înconjoară.

O nouă lucrare NASA, care s-a scurs, arată că EmDrive poate funcționa

Un articol NASA scurs, obținut de International Business Times printr-o postare a unui utilizator pe forumurile NASA Spaceflight. Postarea a fost ștearsă inițial de moderatorii forumului, cu toate acestea, documentul a fost postat și rămâne în prezent vizibil Aici. Lucrarea este aparent aceeași care a fost discutată la începutul anului (raportat mai jos). Informațiile din hârtie indică în mod clar o versiune funcțională a EmDrive și, în timp ce este încă să fie publicată, încă urmează să ruleze în cadrul științific al Institutului de Aeronautică și Astronautică jurnal, AIAA Journal of Propulsion and Power.

După cum se discută mai jos, acesta este un pas masiv înainte pentru EmDrive și pentru cei care cred în tehnologia teoretică. Dacă lucrarea despre descoperirile NASA se adună de fapt și vede lumina zilei – ceea ce pare foarte probabil – va fi un avantaj pentru cercetarea și dezvoltarea ulterioară a tehnologiei EmDrive. Acest lucru ar deschide ușa pentru studii și teste continue și, în cele din urmă, ar putea pune oamenii pe drumul către călătorii rapide și ușoare în spațiu.

O lucrare EmDrive a fost în sfârșit acceptată de evaluarea de către colegi

Inițial, acest articol a subliniat că studiile și lucrările anterioare despre EmDrive fie nu au fost depuse, fie au fost trecute de evaluarea inter pares. Cu toate acestea, acele zile sunt în trecut, având în vedere o lucrare a NASA Eagleworks despre testul EmDrive care a avut se pare că a trecut procesul de evaluare inter pares și va fi publicat în curând de Institutul American de Aeronautică și Astronautică. AIAA Journal of Propulsion and Power.

Acesta este un pas important pentru EmDrive, deoarece adaugă legitimitate tehnologiei și testelor efectuate până acum, deschizând ușa altor grupuri pentru a reproduce testele. Acest lucru va permite, de asemenea, altor grupuri să aloce mai multe resurse pentru a descoperi de ce și cum funcționează și cum să itereze pe unitatea pentru a face din aceasta o formă viabilă de propulsie. Așadar, în timp ce o singură lucrare revizuită de colegi nu va echipa brusc rasa umană cu călătorii interplanetare, este primul pas către realizarea în cele din urmă a acestui posibil viitor.

Ce este EmDrive?

Pur și simplu, EmDrive este o enigmă. Proiectată pentru prima dată în 2001 de inginerul aerospațial Roger Shawyer, tehnologia poate fi rezumată ca un sistem de propulsie fără propulsie, ceea ce înseamnă că motorul nu folosește combustibil pentru a provoca o reacție. Eliminarea nevoii de combustibil face o ambarcațiune mult mai ușoară și, prin urmare, mai ușor de mutat (și mai ieftin de făcut, teoretic). În plus, unitatea ipotetică este capabilă să atingă viteze extrem de mari - vorbim că poate duce oamenii la marginile exterioare ale sistemului solar în câteva luni.

Problema este că întregul concept de impuls fără reacție este în contradicție cu conservarea impulsului lui Newton, care afirmă că într-un sistem închis, momentul liniar și unghiular rămân constant, indiferent de orice modificări care au loc în interiorul menționat sistem. Mai clar: dacă nu se aplică o forță exterioară, un obiect nu se va mișca.

Unitățile fără reacție sunt denumite astfel deoarece le lipsește „reacția” definită în a treia lege a lui Newton: „Pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă”. Dar asta merge împotriva înțelegerii noastre fundamentale actuale a fizicii: o acțiune (propulsarea unei ambarcațiuni) care are loc fără o reacție (aprinderea combustibilului și expulzarea masei) ar trebui să fie imposibil. Pentru ca așa ceva să se întâmple, ar însemna că are loc un fenomen încă nedefinit - sau înțelegerea noastră a fizicii este complet greșită.

Cum „funcționează” EmDrive?

Lăsând deoparte improbabilitățile care pot distruge fizica tehnologiei, haideți să descompunem în termeni simpli modul în care funcționează unitatea propusă. EmDrive este ceea ce se numește un propulsor cu cavitate rezonantă RF, și este una dintre câteva mașini ipotetice care folosesc acest model. Aceste modele funcționează prin faptul că un magnetron împinge microundele într-un trunchi de con închis, apoi împinge capătul scurt al conului și propulsează ambarcațiunea înainte.

Acest lucru este în contrast cu forma de propulsie utilizată în prezent de nave spațiale, care ard cantități mari de combustibil pentru a expulza o cantitate masivă de energie și masă pentru a lansa nava în aer. O metaforă des folosită pentru ineficacitatea acestui lucru este de a compara particulele care împing împotriva incintă și producerea de forță la acțiunea de a sta într-o mașină și de a împinge un volan pentru a muta mașina redirecţiona.

În timp ce testele au fost efectuate pe versiuni experimentale ale unității, cu aporturi de energie scăzute care au ca rezultat câțiva micronewtoni de forță (aproximativ la fel de multă forță ca greutatea de un ban) — Prima lucrare revizuită de colegi a fost acceptată doar recent și niciuna dintre concluziile altor teste nu a fost publicată vreodată într-o lucrare revizuită de colegi. jurnal. Este posibil ca unele rezultate pozitive ale impulsului să fi fost cauzate de interferențe sau de o eroare nesocotită cu echipamentul de testare. Faptul că lucrarea NASA Eagleworks a fost acceptată de evaluarea inter pares și va fi publicată în AIAA Journal of Propulsion and Power adaugă totuși un pic de legitimitate acestor afirmații.

Deși a existat mult scepticism cu privire la EmDrive înainte de lucrarea Eagleworks, este important de reținut că au existat un număr de oameni care au testat unitatea și au raportat că au reușit împingere.

• În 2001, Shawyer a primit un grant de 45.000 de lire sterline din partea guvernului britanic pentru a testa EmDrive. Testul său a atins 0,016 Newtoni de forță și a necesitat 850 de wați de putere, dar nicio evaluare de către colegi a testelor nu a verificat acest lucru. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că acest număr a fost suficient de mic încât a fost potențial o eroare experimentală.
• În 2008, Yang Juan și o echipă de cercetători chinezi de la Universitatea Politehnică Northwestern se presupune că au verificat teoria din spatele propulsoarelor cu cavitate rezonantă RF și, ulterior, și-au construit propria versiune în 2010, testarea drive-uluide mai multe ori din 2012 până în 2014. Rezultatele testelor au fost pretins pozitive, atingând până la 750 mN (milinewtons) de tracțiune și necesitând 2.500 de wați de putere.
• În 2014, cercetătorii NASA și-au testat propria versiune a unui EmDrive, inclusiv într-un vid greu. Încă o dată, grupul a raportat impuls (aproximativ 1/1.000 din afirmațiile lui Shawyer) și încă o dată, datele nu au fost niciodată publicate prin surse revizuite de colegi. Alte grupuri NASA sunt sceptice cu privire la afirmațiile cercetătorilor, dar în lucrarea lor, se afirmă clar că aceste descoperiri nici nu confirmă și nici nu infirmă impulsul, cerând în schimb teste suplimentare.
• În 2015, același grup NASA a testat o versiune a inginerului chimist Guido Fetta Cannae Drive (născută Q Drive) și a raportat tracțiune netă pozitivă. În mod similar, un grup de cercetare de la Universitatea de Tehnologie din Dresda a testat, din nou, unitatea impuls de raportare, atât prezis cât și neașteptat.
• Încă un test realizat de un grup de cercetare NASA, Eagleworks, la sfârșitul anului 2015 a confirmat aparent valabilitatea EmDrive. Testul a corectat erorile care au apărut în testele anterioare și, în mod surprinzător, unitatea a atins forța. Cu toate acestea, grupul nu și-a prezentat încă constatările pentru evaluarea inter pares. Este posibil ca alte erori neprevăzute din experiment să provoace impuls (dintre care cel mai probabil este că vidul a fost compromis, determinând căldura să extindă aerul din mediul de testare și să miște conduce). Indiferent dacă rezultatele sunt publicate în cele din urmă sau nu, trebuie făcute mai multe teste. Este exact ceea ce intenționează să facă Centrul de Cercetare Glenn din Cleveland, Ohio, Laboratorul de Propulsie cu Jet al NASA și Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins. Pentru credincioșii EmDrive, pare să existe o oarecare speranță.

La mijlocul anului 2016, fizicianul Michael McCulloch, cercetător de la Universitatea Plymouth din Regatul Unit, a prezentat o nouă teorie, care ar putea oferi o explicație a forței observate în teste. Teoria lui McCulloch tratează inerția și ceva numit efectul Unruh - un concept prezis de relativitate, ceea ce face ca universul să pară mai fierbinte cu cât accelerezi mai mult, cu căldura observată relativ la accelerare.

Noua teorie a lui McCulloch se ocupă de conceptul neconfirmat al radiației Unruh, care deduce că particulele se formează din vidul spațiului ca rezultat direct al încălzirii observate a universului datorită accelerare. Acest concept teoretic se potrivește în mare măsură în înțelegerea noastră actuală a universului și prezice rezultatele inerției pe care în prezent. observați, deși cu o excepție notabilă: accelerații mici de aproximativ ceea ce s-a observat în timpul testării EM Conduce.

Această accelerație vine ca rezultat al particulelor de radiație Unruh, ale căror lungimi de undă cresc pe măsură ce accelerația scade. Particulele Unruh la diferite lungimi de undă ar trebui să se potrivească la fiecare capăt al conului EM Drive și, pe măsură ce ele sar în interiorul conului, inerția lor s-ar schimba, de asemenea, ceea ce ar avea ca rezultat în cele din urmă împingere.

Teoria lui McCulloch este, desigur, puțin dificil de exprimat în termeni succinți ai profanului. Dacă ești curios și vrei să te aprofundezi în lecturi suplimentare despre teorie, poți citi Întreaga lucrare a lui McCulloch discută aici teoria lui. Ideea aici este că, în cazul în care Efectul Unruh și Radiația Unruh ar fi confirmate, aceasta oferă o explicație complet plauzibilă pentru observațiile aparent imposibile până acum ale EM Drive-ului. Acest lucru va necesita cercetări și experimente suplimentare și oferă sistemului de propulsie și mai mult impuls pentru testare.

Implicațiile unui EmDrive funcțional

Este ușor de văzut câți din comunitatea științifică se feresc de EmDrive și împingerile cavității rezonante RF cu totul. Dar, pe de altă parte, bogăția de studii ridică câteva întrebări: de ce există un asemenea interes pentru tehnologie și de ce atât de mulți oameni doresc să o testeze? Care sunt mai exact afirmațiile făcute despre unitatea care o fac o idee atât de atractivă? În timp ce totul, de la sateliți de control al temperaturii atmosferice, la automobile mai sigure și mai eficiente, au fost considerate potențiale. aplicații pentru unitate, adevărata atracție a tehnologiei - și impulsul pentru crearea acesteia în primul rând - este implicațiile pentru spațiu voiaj.

Navele spațiale echipate cu o unitate fără reacție ar putea ajunge pe Lună în doar câteva ore, Marte în două-trei luni și Pluto în doi ani. Acestea sunt afirmații extrem de îndrăznețe, dar dacă EmDrive se dovedește a fi o tehnologie legitimă, este posibil să nu fie chiar atât de ciudate. Și fără a fi nevoie să împachetați câteva tone de combustibil, navele spațiale devin mai ieftine și mai ușor de produs și mult mai ușoare.

Pentru NASA și alte astfel de organizații, inclusiv numeroasele corporații spațiale private precum SpaceX, Navele spațiale ușoare și accesibile, care pot călători rapid în părți îndepărtate ale spațiului, sunt ceva asemănător inorog. Totuși, pentru ca asta să devină realitate, știința trebuie să se adună.

Shawyer este ferm că nu este nevoie de pseudoștiințe sau teorii cuantice pentru a explica cum funcționează EmDrive. În schimb, el crede că modelele actuale ale fizicii newtoniene oferă o explicație și a scris lucrări pe acest subiect, dintre care una este în prezent revizuită de colegi (separată de Eagleworks hârtie). El se așteaptă ca lucrarea să fie publicată în acest an. În timp ce în trecut Shawyer a fost criticat de alți oameni de știință pentru știință incorectă și inconsecventă, dacă Lucrarea este într-adevăr publicată, poate începe să legitimeze EmDrive și să stimuleze mai multe teste și cercetare.

În ciuda insistenței sale că unitatea se comportă în conformitate cu legile fizicii, aceasta nu l-a împiedicat să facă afirmații îndrăznețe cu privire la EmDrive. Shawyer a spus că această nouă unitate a produs bule warp care permit unității să se miște, susținând că așa au fost probabil obținute rezultatele testelor NASA. Afirmații ca acestea au strâns mult interes online, dar nu au date clare de susținere și vor necesita (cel puțin) teste și dezbateri ample pentru a fi luate în serios de comunitatea științifică - dintre care majoritatea rămân sceptice față de Afirmațiile lui Shawyer. Sperăm că, cu această nouă lucrare revizuită de colegi, vor fi efectuate mai multe teste EmDrive, ajutând la elucidarea modului în care funcționează acest lucru.

Colin Johnston de la Planetariul Armagh a scris o critică amplă a EmDrive și constatările neconcludente ale numeroaselor teste. În mod similar, Corey S. Powell de la Discovery și-a scris propriul rechizitoriu atât pentru EmDrive de la Shawyer, cât și pentru Cannae Drive de la Fetta, precum și fervoarea recentă față de descoperirile NASA. Ambele subliniază necesitatea unei mai mari discreții atunci când raportează astfel de cazuri. Profesor și fizician matematic, John C. Baez și-a exprimat epuizarea față de persistența tehnologiei conceptuale în dezbateri și discuții, denumind întreaga noțiune de impuls fără reacție „prostie.” Demiterea sa pasională face ecoul sentimentelor multor alții.

EmDrive de la Shawyer a fost întâmpinat cu entuziasm în altă parte, inclusiv pe site-ul web NASASpaceFlight.com — unde au fost postate pentru prima dată informații despre cele mai recente teste Eagleworks — și popularul jurnal New Scientist, care a publicat o lucrare favorabilă și optimistă pe EmDrive. (Editorii au emis mai târziu o declarație pe care, în ciuda entuziasmului îndurat față de idee, ar trebui să o facă dat dovadă de mai mult tact când scrieți pe subiectul controversat.)

Lucrarea NASA Eagleworks deschide ușa pentru o mai bună înțelegere a tehnologiei și pentru o rafinare suplimentară a acesteia. Un EmDrive demonstrabil, funcțional, ar putea deschide posibilități interesante atât pentru călătorii în spațiu, cât și pentru cele terestre – ca să nu mai vorbim de a pune sub semnul întrebării întreaga noastră înțelegere a fizicii.