Aj keď nedržíte krok s vývojom technológie vesmírneho pohonu, stále ste pravdepodobne počuli o EmDrive. Pravdepodobne ste videli titulky, ktoré to deklarovali kľúčom k medzihviezdnemu cestovaniu, a tvrdí, že to drasticky skráti čas cesty cez našu slnečnú sústavu, čím sa naše sny o ľuďoch, ktorí chodia po iných planétach, ešte viac stanú realitou. Objavili sa dokonca tvrdenia, že táto vysoko kontroverzná technológia je kľúčom k vytvoreniu warp pohonov.
Toto sú odvážne tvrdenia a ako raz povedal veľký kozmológ a astrofyzik Carl Sagan, „mimoriadne tvrdenia si vyžadujú mimoriadne dôkazy“. S tým mysleli sme si, že by bolo užitočné rozobrať to, čo vieme o záhadnom EmDrive, a či je v skutočnosti kľúčom k tomu, aby ľudstvo preskúmalo hviezdy.
Odporúčané videá
Takže bez ďalších okolkov tu je úplne všetko, čo potrebujete vedieť o najzáhadnejšom pohonnom zariadení na svete.
Tento článok je pravidelne aktualizovaný v reakcii na novinky a vývoj týkajúci sa EM Drive a teórií, ktoré ho obklopujú.
Nový, uniknutý dokument NASA poukazuje na potenciálne fungujúci EmDrive
Uniknutý dokument NASA, ktorý získal International Business Times prostredníctvom príspevku používateľa na fórach NASA Spaceflight. Príspevok bol pôvodne odstránený moderátormi fóra, dokument bol však odvtedy zverejnený a v súčasnosti je možné ho zobraziť tu. Dokument je zdanlivo ten istý, o ktorom sa diskutovalo skôr v tomto roku (uvedené nižšie). Informácie v novinách jasne poukazujú na fungujúcu verziu EmDrive, a kým ešte nie je bude zverejnený, stále sa má spustiť vo vedeckom ústave letectva a astronautiky denník, AIAA Journal of Propulsion and Power.
Ako je uvedené nižšie, je to obrovský krok vpred pre EmDrive a pre tých, ktorí veria v teoretickú technológiu. Ak dokument o zisteniach NASA skutočne prejde a uzrie svetlo sveta – čo sa zdá byť veľmi pravdepodobné – bude to prínos pre ďalší výskum a vývoj technológie EmDrive. To by otvorilo dvere pre ďalšie štúdium a testy a mohlo by to ľudí konečne priviesť na cestu k rýchlemu a ľahkému cestovaniu vesmírom.
Papier EmDrive bol konečne akceptovaný odborným hodnotením
Tento článok pôvodne poukázal na to, že predchádzajúce štúdie a články o EmDrive buď neboli predložené, alebo prešli odborným hodnotením. Tieto dni sú však minulosťou, pretože dokument NASA Eagleworks o teste EmDrive, ktorý má údajne prešiel procesom partnerského hodnotenia a čoskoro ho zverejní Americký inštitút pre letectvo a astronautiku AIAA Journal of Propulsion and Power.
Toto je dôležitý krok pre EmDrive, pretože pridáva legitímnosť technológii a doteraz vykonaným testom, čím otvára dvere ďalším skupinám na replikáciu testov. To tiež umožní ostatným skupinám venovať viac zdrojov na odhaľovanie, prečo a ako to funguje, a ako iterovať na ceste, aby sa z nej stala životaschopná forma pohonu. Takže aj keď jeden recenzovaný dokument zrazu nevybaví ľudskú rasu medziplanetárnym cestovaním, je to prvý krok k možnej budúcnosti.
Čo je to EmDrive?
Jednoducho povedané, EmDrive je hlavolam. Túto technológiu, ktorú prvýkrát navrhol v roku 2001 letecký inžinier Roger Shawyer, možno zhrnúť ako pohonný systém bez pohonných látok, čo znamená, že motor nepoužíva palivo na vyvolanie reakcie. Odstránením potreby paliva je plavidlo podstatne ľahšie, a preto sa ľahšie pohybuje (a teoreticky je lacnejšie ho vyrobiť). Okrem toho je hypotetický pohon schopný dosiahnuť extrémne vysoké rýchlosti - hovoríme o tom, že potenciálne dostane ľudí do vonkajších oblastí slnečnej sústavy v priebehu niekoľkých mesiacov.
Hovoríme o tom, že možno dostať ľudí do vonkajších oblastí slnečnej sústavy v priebehu niekoľkých mesiacov.
Problém je v tom, že celý koncept bezreakčného pohonu nie je v súlade s Newtonovým zachovaním hybnosti, ktoré hovorí že v uzavretom systéme zostáva lineárna a uhlová hybnosť konštantná bez ohľadu na akékoľvek zmeny, ku ktorým dochádza v rámci uvedeného systému. Jednoznačnejšie: Ak nepôsobí vonkajšia sila, objekt sa nepohne.
Bezreakčné pohony sú takto pomenované, pretože im chýba „reakcia“ definovaná v treťom Newtonovom zákone: „Na každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia“. Ale toto ide proti nášmu súčasnému základnému chápaniu fyziky: Akcia (pohon plavidla) prebiehajúca bez reakcie (zapálenie paliva a vypudenie hmoty) by mala byť nemožné. Aby k niečomu takému došlo, znamenalo by to, že sa odohráva zatiaľ nedefinovaný jav – alebo je naše chápanie fyziky úplne nesprávne.
Ako EmDrive "funguje?"
Ponechajme bokom potenciálne fyzikálne prelomové nepravdepodobnosti technológie, poďme si jednoducho rozobrať, ako navrhovaný pohon funguje. EmDrive je to, čo sa nazýva RF rezonančná dutinová tryska, a je jedným z niekoľkých hypotetických strojov, ktoré využívajú tento model. Tieto konštrukcie fungujú tak, že magnetrón tlačí mikrovlny do uzavretého zrezaného kužeľa, potom tlačí na krátky koniec kužeľa a poháňa plavidlo dopredu.
To je v kontraste s formou pohonu súčasného využitia kozmických lodí, ktoré spaľujú veľké množstvo paliva, aby vypudili obrovské množstvo energie a hmoty na vystrelenie plavidla do vzduchu. Často používanou metaforou pre neúčinnosť tohto je porovnanie častíc, ktoré tlačia proti krytom a vytváraním ťahu na akt sedenia v aute a stláčanie volantu na pohyb auta dopredu.
Zatiaľ čo sa robili testy na experimentálnych verziách pohonu – s nízkymi energetickými vstupmi, čo malo za následok niekoľko mikronewtonov ťahu (približne toľko sily ako hmotnosť penny) – Prvý recenzovaný článok bol prijatý len nedávno a žiadne zo zistení z iných testov neboli nikdy publikované v recenzovanom denník. Je možné, že niektoré pozitívne výsledky ťahu mohli byť spôsobené rušením alebo nezistenou chybou testovacieho zariadenia. Skutočnosť, že dokument NASA Eagleworks bol údajne akceptovaný odborným hodnotením a bude zverejnený v AIAA Journal of Propulsion and Power dodáva však týmto tvrdeniam dosť legitímnosti.
Aj keď pred vydaním dokumentu Eagleworks bolo veľa skepticizmu týkajúceho sa EmDrive, je to tak dôležité poznamenať, že existuje množstvo ľudí, ktorí testovali disk a hlásili, že dosiahli ťah.
- V roku 2001 dostal Shawyer od britskej vlády grant vo výške 45 000 libier na testovanie EmDrive. Jeho test údajne dosiahol silu 0,016 Newtonov a vyžadoval si výkon 850 wattov, ale žiadne vzájomné hodnotenie testov to nepotvrdilo. Stojí však za zmienku, že toto číslo bolo dostatočne nízke na to, aby išlo o potenciálne experimentálnu chybu.
- V roku 2008 Yang Juan a tím čínskych výskumníkov na Severozápadnej polytechnickej univerzite údajne overili teóriu vysokofrekvenčných rezonančných trysiek a následne v roku 2010 postavili svoju vlastnú verziu, testovanie pohonuviac ráz od roku 2012 do roku 2014. Výsledky testov boli údajne pozitívne, dosiahli ťah až 750 mN (milinewtonov) a vyžadovali 2 500 wattov energie.
- V roku 2014 výskumníci NASA testovali svoju vlastnú verziu EmDrive, a to aj v tvrdom vákuu. Skupina opäť oznámila ťah (asi 1/1 000 Shawyerových tvrdení) a znova, údaje neboli nikdy zverejnené prostredníctvom recenzovaných zdrojov. Iné skupiny NASA sú skeptické voči tvrdeniam výskumníkov, ale v ich dokumente sa jasne uvádza, že tieto zistenia nepotvrdzujú ani nevyvracajú pohon, namiesto toho si vyžadujú ďalšie testy.
- V roku 2015 tá istá skupina NASA testovala verziu Cannae Drive chemického inžiniera Guida Fetta (rodená Q Drive) a vykázala kladný čistý ťah. Podobne aj výskumná skupina na Technickej univerzite v Drážďanoch opäť testovala pohon spravodajský ťah, predpovedané aj neočakávané.
- Ďalší test výskumnej skupiny NASA, Eagleworks, koncom roka 2015 zdanlivo potvrdil platnosť EmDrive. Test opravil chyby, ktoré sa vyskytli v predchádzajúcich testoch a prekvapivo pohon dosiahol ťah. Skupina však zatiaľ nepredložila svoje zistenia na vzájomné preskúmanie. Je možné, že ťah mohli spôsobiť iné nepredvídané chyby v experimente (najpravdepodobnejšia z nich je, že vákuum bolo narušené, čo spôsobilo, že teplo expandovalo vzduch v testovacom prostredí a pohybovalo sa riadiť). Bez ohľadu na to, či sú zistenia nakoniec zverejnené alebo nie, je potrebné vykonať ďalšie testy. Presne to majú v úmysle urobiť Glenn Research Center v Clevelande v štáte Ohio, Laboratórium prúdového pohonu NASA a Laboratórium aplikovanej fyziky Univerzity Johna Hopkinsa. Zdá sa, že pre veriacich EmDrive existuje určitá nádej.
V polovici roku 2016 fyzik Michael McCulloch, výskumník z Plymouth University v Spojenom kráľovstve, predložil novú teóriu, ktorá môže poskytnúť vysvetlenie ťahu pozorovaného pri testoch. McCullochova teória sa zaoberá zotrvačnosťou a niečím, čo sa nazýva Unruhov efekt – koncept predpovedaný teóriou relativity, vďaka čomu sa vesmír javí tým teplejší, čím viac zrýchľujete, pričom teplo je pozorované v pomere k zrýchlenie.
McCullochova nová teória sa zaoberá nepotvrdeným konceptom žiarenia Unruh, z ktorého vyplýva, že častice vzniká z vákua vesmíru ako priamy dôsledok pozorovaného zahrievania vesmíru v dôsledku zrýchlenie. Tento teoretický koncept do značnej miery zapadá do nášho súčasného chápania vesmíru a predpovedá výsledky zotrvačnosti, ktoré v súčasnosti máme pozorovať, aj keď s jednou významnou výnimkou: malé zrýchlenia v rozsahu približne toho, čo bolo pozorované pri testovaní EM Drive.
Toto zrýchlenie prichádza v dôsledku častíc žiarenia Unruh, ktorých vlnové dĺžky sa zvyšujú so znižujúcim sa zrýchlením. Častice Unruh s rôznymi vlnovými dĺžkami by sa museli zmestiť na oba konce kužeľa EM Drive a ako poskakujú vo vnútri kužeľa, zmení sa aj ich zotrvačnosť, čo by v konečnom dôsledku malo za následok ťah.
McCullochovu teóriu je, pravdaže, trochu ťažké zhrnúť do stručných laických pojmov. Ak ste zvedaví a chcete sa ponoriť do ďalšieho čítania teórie, môžete čítať Celý McCullochov dokument o jeho teórii tu. Ide o to, že ak sa potvrdí efekt Unruh a žiarenie Unruh, ponúka to úplne prijateľné vysvetlenie zdanlivo nemožného pozorovania ťahu EM Drive. To si vyžiada ďalší výskum a experimentovanie a dáva pohonnému systému ešte väčšiu dynamiku na testovanie.
Dôsledky fungujúceho EmDrive
Je ľahké vidieť, koľko ľudí vo vedeckej komunite si dáva pozor na EmDrive a vysokofrekvenčné rezonančné dutiny. Ale na druhej strane, množstvo štúdií vyvoláva niekoľko otázok: Prečo je o technológiu taký záujem a prečo ju toľko ľudí chce testovať? Aké sú konkrétne tvrdenia o pohone, ktoré z neho robia taký atraktívny nápad? Zatiaľ čo všetko od satelitov regulujúcich teplotu v atmosfére až po bezpečnejšie a efektívnejšie automobily sa považuje za potenciál. aplikácie pre pohon, skutočným lákadlom technológie – a impulzom na jej vytvorenie v prvom rade – sú dôsledky pre priestor cestovanie.
Kozmická loď vybavená bezreakčným pohonom by sa potenciálne mohla dostať na Mesiac len za niekoľko hodín, Mars za dva až tri mesiace a Pluto do dvoch rokov. Toto sú mimoriadne odvážne tvrdenia, ale ak sa EmDrive ukáže ako legitímna technológia, nemusia byť až také neobvyklé. A bez potreby baliť niekoľko ton paliva sú kozmické lode lacnejšie, ľahšie sa vyrábajú a sú oveľa ľahšie.
Pre NASA a ďalšie podobné organizácie, vrátane mnohých súkromných vesmírnych korporácií, ako je SpaceX, ľahké, cenovo dostupné kozmické lode, ktoré môžu rýchlo cestovať do vzdialených častí vesmíru, sú niečo ako a jednorožec. Napriek tomu, aby sa to stalo realitou, veda musí pridať.
Shawyer je presvedčený, že na vysvetlenie fungovania EmDrive nie je potrebná pseudoveda ani kvantové teórie. Namiesto toho verí, že súčasné modely newtonovskej fyziky ponúkajú vysvetlenie, a napísal články na túto tému, z ktorých jeden je v súčasnosti recenzovaný (oddelene od Eagleworks papier). Očakáva, že noviny vyjdú niekedy v tomto roku. Kým v minulosti Shawyera kritizovali iní vedci za nesprávnu a nekonzistentnú vedu, ak papier sa skutočne zverejní, môže začať legitimizovať EmDrive a podnietiť ďalšie testovanie a výskumu.
Kozmická loď vybavená bezreakčným pohonom by sa potenciálne mohla dostať na Mesiac len za niekoľko hodín.
Napriek jeho naliehaniu, že sa pohon správa v rámci fyzikálnych zákonov, mu to nezabránilo v odvážnych tvrdeniach o EmDrive. Shawyer uviedol, že tento nový pohon vytvoril warp bubliny, ktoré umožňujú pohonu pohybovať sa, pričom tvrdí, že takto sa pravdepodobne dosiahli výsledky testov NASA. Tvrdenia, ako sú tieto, získali na internete veľký záujem, ale nemajú žiadne jasné podporné údaje a budú (prinajmenšom) vyžadovať rozsiahle testovanie a diskusie, aby ich vedecká komunita brala vážne – väčšina z nich zostáva skeptická Shawyerove tvrdenia. Dúfajme, že s týmto novým recenzovaným dokumentom sa vykoná viac testov EmDrive, ktoré pomôžu objasniť, ako táto vec funguje.
Colin Johnston z planetária Armagh napísal rozsiahlu kritiku EmDrive a nepresvedčivé výsledky mnohých testov. Podobne Corey S. Powell z Discovery napísal vlastnú obžalobu Shawyer's EmDrive a Fetta's Cannae Drive, ako aj nedávne nadšenie pre zistenia NASA. Obaja poukazujú na potrebu väčšej diskrétnosti pri podávaní správ o takýchto prípadoch. Profesor a matematický fyzik John C. Baez vyjadril svoje vyčerpanie z pretrvávania koncepčnej technológie v debatách a diskusiách a nazval celý koncept bezreakcie „riadením“.baloney.“ Jeho vášnivé prepustenie odráža pocity mnohých ďalších.
Shawyer's EmDrive sa stretol s nadšením aj inde, vrátane webovej stránky NASASpaceFlight.com — kde boli prvýkrát zverejnené informácie o najnovších testoch Eagleworks — a populárny časopis New Scientist, ktorý uverejnil priaznivý a optimistický článok na EmDrive. (Editori neskôr vydali vyhlásenie, že napriek pretrvávajúcemu nadšeniu z tohto nápadu by mali mať ukázal viac taktu pri písaní na kontroverznú tému.)
Dokument NASA Eagleworks otvára dvere pre lepšie pochopenie technológie a jej ďalšie zdokonaľovanie. Preukázateľný, fungujúci EmDrive by mohol otvoriť vzrušujúce možnosti pre vesmírne aj pozemské cestovanie – nehovoriac o tom, že by spochybnil celé naše chápanie fyziky.
