Даже если вы не следите за развитием технологий космических двигателей, вы, вероятно, все равно слышали об EmDrive. Вы, наверное, видели заголовки, заявляющие об этом. ключ к межзвездным путешествиями утверждает, что это радикально сократит время путешествия по нашей солнечной системе, сделав наши мечты о людях, путешествующих по другим планетам, еще более реальными. Были даже утверждения, что эта весьма спорная технология является ключом к созданию варп-двигателей.
Это смелые заявления, и, как однажды сказал великий космолог и астрофизик Карл Саган, «экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств». С этим Имея в виду, мы подумали, что было бы полезно рассказать о том, что мы знаем о загадочном EmDrive, и о том, действительно ли он является ключом к исследованию человечеством звезды.
Рекомендуемые видео
Итак, без лишних слов, вот абсолютно все, что вам нужно знать о самом загадочном двигательном устройстве в мире.
Эта статья периодически обновляется в ответ на новости и разработки, касающиеся EM Drive и связанных с ним теорий.
Новый просочившийся документ НАСА указывает на потенциально работающий EmDrive
Утечка документа НАСА, полученная International Business Times через сообщение пользователя на форумах NASA Spaceflight. Первоначально сообщение было удалено модераторами форума, однако документ был опубликован и в настоящее время остается доступным для просмотра. здесь. Документ якобы тот же самый, который обсуждался ранее в этом году (о нем сообщается ниже). Информация в документе ясно указывает на рабочую версию EmDrive, и хотя ее еще предстоит быть опубликован, он все еще будет работать в научном отделе Института аэронавтики и астронавтики. журнал, Журнал AIAA по движению и мощности.
Как обсуждается ниже, это огромный шаг вперед для EmDrive и для тех, кто верит в теоретическую технологию. Если статья о выводах НАСА действительно пройдет проверку и увидит свет – что кажется весьма вероятным – это станет благом для дальнейших исследований и разработок технологии EmDrive. Это откроет двери для дальнейших исследований и испытаний и может, наконец, поставить людей на путь быстрых и легких космических путешествий.
Статья EmDrive наконец-то принята к рассмотрению
Первоначально в этой статье указывалось, что предыдущие исследования и статьи по EmDrive либо не были представлены, либо прошли экспертную оценку. Однако эти дни остались в прошлом, учитывая статью NASA Eagleworks об испытании EmDrive, которая как сообщается, прошел процесс экспертной оценки и вскоре будет опубликован Американским институтом аэронавтики и астронавтики. Журнал AIAA по движению и мощности.
Это важный шаг для EmDrive, поскольку он добавляет легитимности технологии и проведенным на данный момент тестам, открывая возможность другим группам повторить тесты. Это также позволит другим группам выделить больше ресурсов на выяснение того, почему и как это работает, и как доработать двигатель, чтобы сделать его жизнеспособной формой движения. Таким образом, хотя одна рецензируемая статья не сможет внезапно предоставить человечеству возможность межпланетных путешествий, это первый шаг на пути к реализации этого возможного будущего.
Что такое ЭмДрайв?
Проще говоря, EmDrive — это загадка. Эту технологию, впервые разработанную в 2001 году аэрокосмическим инженером Роджером Шойером, можно охарактеризовать как безракетную двигательную установку, то есть двигатель не использует топливо, чтобы вызвать реакцию. Отсутствие необходимости в топливе делает корабль существенно легче и, следовательно, его легче перемещать (и теоретически дешевле производить). Кроме того, гипотетический двигатель способен развивать чрезвычайно высокие скорости — мы говорим о потенциальной доставке людей к внешним пределам Солнечной системы в течение нескольких месяцев.
Мы говорим о потенциальной доставке людей за пределы Солнечной системы в течение нескольких месяцев.
Проблема в том, что вся концепция безреакционного движения несовместима с ньютоновским законом сохранения импульса, который гласит: что в закрытой системе линейный и угловой моменты остаются постоянными независимо от любых изменений, происходящих внутри упомянутой системы. система. Проще говоря: пока не будет приложена внешняя сила, объект не будет двигаться.
Безреактивные приводы названы так потому, что им не хватает «реакции», определенной в третьем законе Ньютона: «На каждое действие существует равное и противоположное противодействие». Но это идет вопреки нашему нынешнему фундаментальному пониманию физики: действие (движение корабля), происходящее без реакции (воспламенение топлива и выброс массы), должно быть невозможный. Если такое произойдет, это будет означать, что имеет место еще не определенное явление — или наше понимание физики совершенно неверно.
Как «работает» EmDrive?
Оставив в стороне потенциально нарушающие физику невероятности этой технологии, давайте простыми словами объясним, как работает предлагаемый привод. EmDrive – это то, что называется РЧ двигатель с резонансной полостью, и является одной из нескольких гипотетических машин, использующих эту модель. Эти конструкции работают за счет того, что магнетрон нагнетает микроволны в закрытый усеченный конус, затем толкает его на короткий конец конуса и продвигает корабль вперед.
Это контрастирует с современными космическими кораблями, которые сжигают большое количество топлива, чтобы выбросить огромное количество энергии и массы для запуска корабля в воздух. Часто используемая метафора неэффективности этого подхода состоит в сравнении частиц, сталкивающихся с ограждение и создание тяги при сидении в машине и толкании рулевого колеса для перемещения автомобиля вперед.
Хотя испытания проводились на экспериментальных версиях привода — с низкими энергозатратами, приводящими к тяге в несколько микроньютонов (примерно такая же сила, как вес копейки) — Первая рецензируемая статья была принята только недавно, и ни один из результатов других тестов никогда не был опубликован в рецензируемом журнале. журнал. Возможно, некоторые положительные результаты тяги были вызваны помехами или неучтенной ошибкой испытательного оборудования. Тот факт, что статья NASA Eagleworks, как сообщается, была принята экспертной рецензией и будет опубликована в Журнал AIAA по движению и мощности Однако это добавляет немало легитимности этим утверждениям.
Хотя до появления статьи Eagleworks относительно EmDrive было много скептицизма, это Важно отметить, что было несколько человек, которые протестировали привод и сообщили о достижении толкать.
- В 2001 году Шойер получил от британского правительства грант в размере 45 000 фунтов стерлингов на тестирование EmDrive. Сообщается, что его испытание достигло силы 0,016 Ньютона и потребовало мощности 850 Вт, но никакая экспертная оценка испытаний не подтвердила это. Однако стоит отметить, что это число было настолько низким, что потенциально могло быть экспериментальной ошибкой.
- В 2008 году Ян Цзюань и группа китайских исследователей из Северо-Западного политехнического университета якобы проверили теорию, лежащую в основе двигателей с резонансной полостью RF, и впоследствии построили свою собственную версию в 2010 году, тестирование дискамного раз с 2012 по 2014 год. Результаты испытаний были якобы положительными: тяга достигла 750 мН (миллиньютонов) и потребовалась мощность 2500 Вт.
- В 2014 году исследователи НАСА протестировали собственную версию EmDrive, в том числе в жестком вакууме. И снова группа сообщила об упоре (около 1/1000 утверждений Шойера), и снова данные так и не были опубликованы через рецензируемые источники. Другие группы НАСА скептически относятся к заявлениям исследователей, но в их статье четко говорится, что эти результаты не подтверждают и не опровергают информацию о двигателе, а вместо этого требуют дальнейших испытаний.
- В 2015 году та же группа НАСА протестировала версию Cannae Drive инженера-химика Гвидо Фетты (урожденная Q Drive), и сообщил о положительной чистой тяге. Аналогичным образом, исследовательская группа из Дрезденского технологического университета также снова протестировала привод. отчетностьодновременно предсказуемые и неожиданные.
- Еще одно испытание исследовательской группы НАСА Eagleworks в конце 2015 года. по-видимому, подтвердил достоверность EmDrive. В ходе теста были исправлены ошибки, допущенные в предыдущих тестах, и, что удивительно, привод достиг тяги. Однако группа еще не представила свои выводы на экспертную оценку. Не исключено, что причиной тяги могли стать и другие непредвиденные ошибки эксперимента (наиболее вероятная из которых заключается в том, что вакуум был нарушен, в результате чего тепло расширило воздух в испытательной среде и сдвинуло водить машину). Независимо от того, будут ли результаты в конечном итоге опубликованы или нет, необходимо провести дополнительные тесты. Именно это намерены сделать Исследовательский центр Гленна в Кливленде, штат Огайо, Лаборатория реактивного движения НАСА и Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. У сторонников EmDrive, похоже, появилась некоторая надежда.
В середине 2016 года физик Майкл Маккаллох, исследователь из Плимутского университета в Великобритании, выдвинул новую теорию, которая может предложить объяснение тяги, наблюдаемой в ходе испытаний. Теория МакКаллоха имеет дело с инерцией и так называемым эффектом Унру — концепцией, предсказанной теорией относительности. из-за чего Вселенная кажется более горячей, чем больше вы ускоряетесь, причем тепло наблюдается относительно ускорение.
Новая теория МакКаллоха связана с неподтвержденной концепцией излучения Унру, которая предполагает, что частицы формируются из космического вакуума как прямой результат наблюдаемого нагрева Вселенной из-за ускорение. Эта теоретическая концепция во многом вписывается в наше нынешнее понимание Вселенной и предсказывает результаты инерции, которые мы сейчас наблюдаем. наблюдать, хотя и с одним примечательным исключением: небольшие ускорения примерно такого же масштаба, что наблюдались при испытаниях ЭМ Водить машину.
Это ускорение происходит из-за частиц излучения Унру, длина волны которых увеличивается по мере уменьшения ускорения. Частицы Унру с разными длинами волн должны были бы поместиться на обоих концах конуса ЭМ-драйва. они подпрыгивают внутри конуса, их инерция также изменится, что в конечном итоге приведет к толкать.
Теорию МакКаллоха, по общему признанию, немного сложно выразить простым языком непрофессионала. Если вам интересно и вы хотите углубиться в дальнейшее изучение теории, вы можете прочитать Вся статья Маккаллоха, обсуждающая его теорию, здесь.. Дело в том, что, если эффект Унру и излучение Унру подтвердятся, это даст вполне правдоподобное объяснение кажущимся до сих пор невозможным наблюдениям за тягой ЭМ-Драйва. Это потребует дальнейших исследований и экспериментов и придаст двигательной установке еще больше импульса для испытаний.
Последствия работающего EmDrive
Легко увидеть, как многие в научном сообществе вообще настороженно относятся к EmDrive и РЧ резонансным толчкам. Но с другой стороны, обилие исследований вызывает несколько вопросов: почему существует такой интерес к этой технологии и почему так много людей хотят ее протестировать? Какие именно претензии к приводу делают его такой привлекательной идеей? В то время как все, от спутников, контролирующих температуру атмосферы, до более безопасных и эффективных автомобилей, рассматривается как потенциал. приложения для привода, реальная привлекательность этой технологии — и в первую очередь стимул для ее создания — это последствия для космоса. путешествовать.
Космический корабль, оснащенный безреактивным двигателем, потенциально может добраться до Луны всего за несколько часов, до Марса за два-три месяца, а до Плутона за два года. Это чрезвычайно смелые заявления, но если EmDrive действительно окажется законной технологией, они, возможно, не будут такими уж диковинными. А поскольку нет необходимости перевозить несколько тонн топлива, космические корабли становятся дешевле, проще в производстве и намного легче.
Для НАСА и других подобных организаций, включая многочисленные частные космические корпорации, такие как SpaceX, Легкие и доступные космические корабли, которые могут быстро путешествовать в отдаленные части космоса, являются чем-то вроде единорог. Тем не менее, чтобы это стало реальностью, наука должна подвести итоги.
Шойер непреклонен в том, что нет необходимости в псевдонауке или квантовых теориях, чтобы объяснить, как работает EmDrive. Вместо этого он считает, что современные модели ньютоновской физики дают объяснение, и написал: статьи по этой теме, одна из которых в настоящее время проходит рецензирование (отдельно от Eagleworks). бумага). Он ожидает, что статья будет опубликована где-то в этом году. Хотя в прошлом Шойера критиковали другие учёные за неверную и противоречивую научную информацию, если статья действительно будет опубликована, она может начать узаконивать EmDrive и стимулировать дальнейшее тестирование и исследовать.
Космический корабль, оснащенный безреактивным двигателем, потенциально может добраться до Луны всего за несколько часов.
Несмотря на его настойчивые утверждения о том, что привод ведет себя в рамках законов физики, это не помешало ему сделать смелые заявления относительно EmDrive. Шойер официально заявил, что этот новый двигатель создал варп-пузыри, которые позволяют двигателю двигаться, утверждая, что именно так, вероятно, были достигнуты результаты испытаний НАСА. Подобные утверждения вызвали большой интерес в Интернете, но не имеют четких подтверждающих данных и (по крайней мере) потребуют обширное тестирование и дебаты, чтобы научное сообщество воспринимало его всерьез, большинство из которых по-прежнему скептически относятся к Заявления Шойера. Будем надеяться, что с помощью этой новой рецензируемой статьи будет проведено больше тестов EmDrive, которые помогут выяснить, как эта штука работает.
Колин Джонстон из планетария Армы написал обширную критику EmDrive и неубедительные результаты многочисленных тестов. Точно так же Кори С. Пауэлл из Discovery написал собственное обвинительное заключение EmDrive Шойера и Cannae Drive Фетты, а также недавний ажиотаж по поводу выводов НАСА. Оба указывают на необходимость большей осмотрительности при освещении таких случаев. Профессор и физик-математик Джон К. Баэз выразил свое утомление упорством концептуальной технологии в дебатах и дискуссиях, назвав всю идею безреакционного движения «чепуха». Его страстное увольнение перекликается с мнением многих других.
EmDrive Шойера был встречен с энтузиазмом в других местах, в том числе на веб-сайте. NASASpaceFlight.com — где впервые была опубликована информация о последних испытаниях Eagleworks — и популярный журнал New Scientist, который опубликовал положительную и оптимистичную статью об EmDrive. (Позже редакторы выступили с заявлением, что, несмотря на непрекращающееся волнение по поводу этой идеи, им следовало бы проявил больше такта когда пишу на спорную тему.)
Статья NASA Eagleworks открывает двери для лучшего понимания технологии и ее дальнейшего совершенствования. Наглядный работающий EmDrive может открыть захватывающие возможности как для космических, так и для наземных путешествий, не говоря уже о том, чтобы поставить под сомнение все наше понимание физики.
