Tudi če ne sledite razvoju vesoljske pogonske tehnologije, ste verjetno še vedno slišali za EmDrive. Verjetno ste videli naslove, ki to razglašajo ključ do medzvezdnega potovanja, in trdi, da bo drastično skrajšal čas potovanja po našem sončnem sistemu, zaradi česar bodo naše sanje o ljudeh, ki hodijo po drugih planetih, še bolj uresničene. Pojavile so se celo trditve, da je ta zelo kontroverzna tehnologija ključ do ustvarjanja warp pogonov.
To so drzne trditve in kot je nekoč rekel veliki kozmolog in astrofizik Carl Sagan, "izredne trditve zahtevajo izjemne dokaze." S tem v mislih smo mislili, da bi bilo koristno razčleniti, kaj vemo o enigmatičnem EmDriveu in ali je dejansko ključ do raziskovanja človeštva zvezde.
Priporočeni videoposnetki
Torej, brez odlašanja, tukaj je absolutno vse, kar morate vedeti o najbolj zagonetni pogonski napravi na svetu.
Ta članek se redno posodablja kot odgovor na novice in razvoj v zvezi z EM Drive in teorijami, ki ga obkrožajo.
Nov dokument NASA, ki je pricurljal v javnost, kaže na potencialno delujoč EmDrive
Razkriti Nasin dokument, ki ga je pridobil International Business Times prek objave uporabnika na forumih NASA Spaceflight. Objavo so prvotno izbrisali moderatorji foruma, vendar je bil dokument od takrat objavljen in je še vedno na ogled tukaj. Dokument je navidezno isti, o katerem smo razpravljali v začetku leta (o katerem poročamo spodaj). Podatki v dokumentu jasno kažejo na delujočo različico EmDrive, čeprav še ni objavljena, še vedno poteka v znanstveni Inštitutu za letalstvo in astronavtiko dnevnik, Revija AIAA za pogon in moč.
Kot je navedeno spodaj, je to ogromen korak naprej za EmDrive in za tiste, ki verjamejo v teoretično tehnologijo. Če bo dokument o Nasinih ugotovitvah dejansko prestal preizkus in bo ugledal luč sveta - kar se zdi zelo verjetno - bo to dobro za nadaljnje raziskave in razvoj tehnologije EmDrive. To bi odprlo vrata za nadaljnje študije in teste in bi lahko končno postavilo ljudi na pot hitrih in lahkih vesoljskih potovanj.
Članek EmDrive je bil končno sprejet med strokovnim pregledom
Prvotno je ta članek poudaril, da prejšnje študije in dokumenti o EmDriveu bodisi niso bili predloženi bodisi so bili opravljeni strokovni pregled. Vendar so ti dnevi preteklost, glede na dokument NASA Eagleworks o preskusu EmDrive, ki je menda je opravil postopek medsebojnega pregleda in ga bo kmalu objavil Ameriški inštitut za aeronavtiko in astronavtiko. Revija AIAA za pogon in moč.
To je pomemben korak za EmDrive, saj dodaja legitimnost tehnologiji in do sedaj opravljenim testom ter odpira vrata drugim skupinam, da ponovijo teste. To bo tudi drugim skupinam omogočilo, da namenijo več sredstev za odkrivanje, zakaj in kako deluje, ter kako ponoviti pogon, da postane izvedljiva oblika pogona. Torej, čeprav en sam strokovni članek ne bo nenadoma opremil človeško raso z medplanetarnim potovanjem, je to prvi korak k končni uresničitvi te možne prihodnosti.
Kaj je EmDrive?
Preprosto povedano, EmDrive je uganka. Tehnologijo, ki jo je leta 2001 prvič zasnoval vesoljski inženir Roger Shawyer, lahko povzamemo kot pogonski sistem brez pogonskega goriva, kar pomeni, da motor ne uporablja goriva za sprožitev reakcije. Odstranitev potrebe po gorivu naredi plovilo bistveno lažje in ga je zato lažje premikati (in teoretično cenejše za izdelavo). Poleg tega je hipotetični pogon sposoben doseči izjemno visoke hitrosti - govorimo o tem, da bi ljudi v nekaj mesecih potencialno pripeljal do zunanjih meja sončnega sistema.
Govorimo o tem, da bi ljudi v nekaj mesecih potencialno pripeljali do zunanjih meja sončnega sistema.
Težava je v tem, da celoten koncept pogona brez reakcije ni skladen z Newtonovim ohranjanjem gibalne količine, ki pravi da znotraj zaprtega sistema ostaneta linearna in kotna količina konstantna ne glede na morebitne spremembe, ki se zgodijo znotraj omenjenega sistem. Natančneje: predmet se ne bo premaknil, če ne deluje zunanja sila.
Brezreakcijski pogoni so poimenovani kot taki, ker nimajo "reakcije", opredeljene v tretjem Newtonovem zakonu: "Za vsako dejanje obstaja enaka in nasprotna reakcija." Ampak to gre proti našemu trenutnemu temeljnemu razumevanju fizike: dejanje (pogon plovila), ki poteka brez reakcije (vžig goriva in izgon mase), bi moralo biti nemogoče. Če bi se kaj takega zgodilo, bi to pomenilo, da se dogaja še nedefiniran pojav - ali pa je naše razumevanje fizike popolnoma napačno.
Kako "deluje" EmDrive?
Če pustimo ob strani potencialno fizikalne neverjetnosti tehnologije, razčlenimo na preprost način, kako deluje predlagani pogon. EmDrive se imenuje an RF resonančni propeler, in je eden od več hipotetičnih strojev, ki uporabljajo ta model. Te zasnove delujejo tako, da magnetron potisne mikrovalove v zaprt prisekan stožec, nato pa pritisne na krajši konec stožca in požene plovilo naprej.
To je v nasprotju s sedanjo obliko pogona vesoljskih plovil, ki porabijo velike količine goriva, da izženejo ogromno energije in mase za raketiranje plovila v zrak. Pogosto uporabljena metafora za neučinkovitost tega je primerjava delcev, ki potiskajo proti ohišje in ustvarjanje potiska k dejanju sedenja v avtomobilu in potiskanja volana za premikanje avtomobila naprej.
Medtem ko so bili testi opravljeni na eksperimentalnih različicah pogona - z nizkimi vložki energije, kar povzroči nekaj mikronewtonov potiska (približno toliko sile kot teža penija) – prvi strokovni članek je bil sprejet šele pred kratkim in nobena od ugotovitev drugih testov ni bila nikoli objavljena v strokovno pregledanem dnevnik. Možno je, da je nekatere pozitivne rezultate potiska povzročila motnja ali neupoštevana napaka s preskusno opremo. Dejstvo, da je bil članek NASA Eagleworks menda sprejet med strokovnim pregledom in bo objavljen v Revija AIAA za pogon in moč dodaja precej legitimnosti tem trditvam.
Čeprav je bilo pred dokumentom Eagleworks veliko skepticizma glede EmDrive, je pomembno je omeniti, da je bilo veliko ljudi, ki so preizkusili pogon in poročali o doseganju potisk.
- Leta 2001 je Shawyer od britanske vlade prejel nepovratna sredstva v višini 45.000 funtov za testiranje EmDrive. Njegov test naj bi dosegel 0,016 Newtona sile in zahteval 850 vatov moči, vendar noben strokovni pregled testov tega ni potrdil. Vendar je treba omeniti, da je bila ta številka dovolj nizka, da je bila potencialno eksperimentalna napaka.
- Leta 2008 naj bi Yang Juan in skupina kitajskih raziskovalcev na Severozahodni politehnični univerzi preverili teorijo o RF resonančnih propelerjih in leta 2010 izdelali svojo različico, testiranje pogonavečkrat od 2012 do 2014. Rezultati testov so bili domnevno pozitivni, saj je dosegel do 750 mN (milinewtonov) potiska in zahteval 2500 vatov moči.
- Leta 2014 so Nasini raziskovalci preizkusili svojo lastno različico EmDrive, tudi v trdem vakuumu. Ponovno je skupina poročala o potisku (približno 1/1000 Shawyerjevih trditev) in še enkrat, podatki niso bili nikoli objavljeni prek strokovno pregledanih virov. Druge skupine NASA so skeptične do trditev raziskovalcev, vendar je v njihovem dokumentu jasno navedeno, da te ugotovitve niti ne potrjujejo niti ne ovržejo pogona, temveč pozivajo k nadaljnjim testom.
- Leta 2015 je ista skupina NASA preizkusila različico Cannae Drive (rojeno Q Drive) kemijskega inženirja Guida Fetta in poročali o pozitivnem neto potisku. Podobno je raziskovalna skupina na Dresden University of Technology ponovno preizkusila pogon poročanje potiska, tako napovedano kot nepričakovano.
- Še en test raziskovalne skupine NASA, Eagleworks, konec leta 2015 na videz potrdila veljavnost EmDrive. Test je popravil napake, ki so se pojavile v prejšnjih testih, in presenetljivo je pogon dosegel potisk. Vendar pa skupina svojih ugotovitev še ni predložila v strokovni pregled. Možno je, da so druge nepredvidene napake v poskusu povzročile potisk (od katerih je najverjetnejša je, da je bil vakuum ogrožen, zaradi česar je toplota razširila zrak v preskusnem okolju in premaknila pogon). Ne glede na to, ali bodo ugotovitve na koncu objavljene ali ne, je treba opraviti več testov. To je točno tisto, kar nameravajo storiti Glenn Research Center v Clevelandu, Ohio, Nasin Jet Propulsion Laboratory in Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Zdi se, da za vernike EmDrive obstaja nekaj upanja.
Sredi leta 2016 je fizik Michael McCulloch, raziskovalec z univerze Plymouth v Združenem kraljestvu predstavil novo teorijo, ki bi lahko ponudila razlago potiska, opaženega pri testih. McCullochova teorija se ukvarja z vztrajnostjo in nečim, kar imenujemo Unruhov učinek – koncept, ki ga napoveduje relativnost, zaradi česar je vesolje videti bolj vroče, bolj ko pospešujete, pri čemer je toplota opažena glede na pospešek.
McCullochova nova teorija se ukvarja z nepotrjenim konceptom Unruhovega sevanja, ki sklepa, da delci nastanejo iz vakuuma vesolja kot neposredna posledica opazovanega segrevanja vesolja zaradi pospešek. Ta teoretični koncept se v veliki meri ujema z našim trenutnim razumevanjem vesolja in napoveduje rezultate vztrajnosti, ki jih trenutno opazujte, čeprav z eno opazno izjemo: majhne pospeške v obsegu približno tistega, kar je bilo opaženo med preskušanjem EM Vozi.
Ta pospešek je posledica Unruhovih delcev sevanja, katerih valovne dolžine se povečujejo, ko se pospešek zmanjšuje. Unruhovi delci na različnih valovnih dolžinah bi se morali prilegati na obeh koncih stožca pogona EM in kot odbijajo znotraj stožca, bi se spremenila tudi njihova vztrajnost, kar bi na koncu povzročilo potisk.
McCullochovo teorijo je resda nekoliko težko prenesti v jedrnate laične izraze. Če ste radovedni in se želite poglobiti v nadaljnje branje teorije, lahko preberete McCullochov celoten članek, ki razpravlja o njegovi teoriji tukaj. Bistvo tukaj je, da če sta Unruhov učinek in Unruhovo sevanje potrjena, ponuja povsem verodostojno razlago za doslej na videz nemogoča opazovanja potiska EM Drive. To bo zahtevalo nadaljnje raziskave in poskuse, pogonskemu sistemu pa daje še večji zagon za testiranje.
Posledice delujočega EmDrive
Preprosto je videti, koliko v znanstveni skupnosti je previdnih do EmDrive in RF resonančnih potiskov votline skupaj. Po drugi strani pa bogastvo študij sproža nekaj vprašanj: zakaj obstaja takšno zanimanje za tehnologijo in zakaj jo želi toliko ljudi preizkusiti? Kakšne so trditve o pogonu, zaradi katerih je ideja tako privlačna? Medtem ko je bilo vse od satelitov za uravnavanje atmosferske temperature do varnejših in učinkovitejših avtomobilov označeno kot potencialni aplikacije za pogon, resnična privlačnost tehnologije - in sploh spodbuda za njeno ustvarjanje - so posledice za prostor potovanja.
Vesoljska plovila, opremljena z brezreakcijskim pogonom, bi potencialno lahko prispela do Lune v samo nekaj urah, do Marsa v dveh do treh mesecih in do Plutona v dveh letih. To so izjemno drzne trditve, a če se izkaže, da je EmDrive legitimna tehnologija, morda le niso tako nenavadne. In ker ni treba spakirati več ton goriva, postanejo vesoljska plovila cenejša in enostavnejša za proizvodnjo ter veliko lažja.
Za Naso in druge tovrstne organizacije, vključno s številnimi zasebnimi vesoljskimi korporacijami, kot je SpaceX, lahka, cenovno dostopna vesoljska plovila, ki lahko hitro potujejo v oddaljene dele vesolja, so nekaj podobnega samorog. Kljub temu mora znanost sešteti, da bi to postalo resničnost.
Shawyer je neomajen, da ni potrebe po psevdoznanosti ali kvantnih teorijah, da bi pojasnili, kako deluje EmDrive. Namesto tega verjame, da trenutni modeli Newtonove fizike ponujajo razlago, in je napisal članki na to temo, od katerih je eden trenutno v strokovni recenziji (ločeno od Eagleworks papir). Pričakuje, da bo časopis izšel letos. Medtem ko so Shawyerja v preteklosti drugi znanstveniki kritizirali zaradi nepravilne in nedosledne znanosti, če če je članek res objavljen, lahko začne legitimizirati EmDrive in spodbuditi več testiranj in raziskovanje.
Vesoljsko plovilo, opremljeno z brezreakcijskim pogonom, bi potencialno lahko doseglo Luno v samo nekaj urah.
Kljub njegovemu vztrajanju, da se pogon vede v skladu z zakoni fizike, mu to ni preprečilo drznih trditev v zvezi z EmDrive. Shawyer je izjavil, da je ta novi pogon proizvedel deformirane mehurčke, ki omogočajo premikanje pogona, in trdil, da so bili tako verjetno doseženi NASA-ini rezultati testa. Trditve, kot so te, so požele veliko zanimanja na spletu, vendar nimajo jasnih podpornih podatkov in bodo (vsaj) zahtevale obsežno preizkušanje in razpravo, da bi jo znanstvena skupnost vzela resno – večina ostaja skeptična do Shawyerjeve trditve. Upajmo, da bo s tem novim strokovno pregledanim dokumentom opravljenih več testov EmDrive, ki bodo pomagali pojasniti, kako ta stvar deluje.
Colin Johnston iz planetarija Armagh napisal obsežno kritiko EmDrive in nedokončne ugotovitve številnih testov. Podobno je Corey S. Powell iz Discoveryja napisal svojo obtožnico Shawyerjevega EmDrive-a in Fetta-jevega Cannae Drive-a, pa tudi nedavnega navdušenja nad Nasinimi ugotovitvami. Oba opozarjata na potrebo po večji diskretnosti pri poročanju o tovrstnih primerih. Profesor in matematični fizik, John C. Baez je izrazil svojo izčrpanost nad vztrajnostjo konceptualne tehnologije v razpravah in razpravah, pri čemer je celoten pojem označil za pogon brez reakcije "neumnost.” Njegova strastna odpustitev odmeva v občutkih mnogih drugih.
Shawyerjev EmDrive je bil deležen navdušenja drugje, vključno s spletno stranjo NASASpaceFlight.com — kjer so bile prvič objavljene informacije o najnovejših Eagleworksovih testih — in priljubljena revija New Scientist, ki je objavila naklonjen in optimističen članek o EmDrive. (Uredniki so kasneje izdali izjavo, ki bi jo morali kljub nenehnemu navdušenju nad idejo pokazal več takta ko pišete o sporni temi.)
Članek NASA Eagleworks odpira vrata za boljše razumevanje tehnologije in za njeno nadaljnje izpopolnjevanje. Delujoč EmDrive, ki ga je mogoče dokazati, bi lahko odprl vznemirljive možnosti za vesoljska in zemeljska potovanja - da ne omenjam, da bi postavil pod vprašaj naše celotno razumevanje fizike.
