EmDrive İtici Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey

Uzay itki teknolojisindeki gelişmeleri takip etmeseniz bile muhtemelen EmDrive'ı duymuşsunuzdur. Muhtemelen bunu ilan eden manşetleri görmüşsünüzdür yıldızlararası seyahatin anahtarıve güneş sistemimizdeki seyahat süresini büyük ölçüde azaltacağını, insanların diğer gezegenlerde yürüme hayallerini daha da gerçeğe dönüştüreceğini iddia ediyor. Hatta son derece tartışmalı olan bu teknolojinin, warp sürücüleri yaratmanın anahtarı olduğu yönünde iddialar bile var.

Bunlar cesur iddialardır ve büyük kozmolog ve astrofizikçi Carl Sagan'ın bir zamanlar söylediği gibi, "olağanüstü iddialar olağanüstü kanıtlar gerektirir." Bununla Aklımızda, esrarengiz EmDrive hakkında bildiklerimizi ve bunun aslında insanlığın dünyayı keşfetmesinin anahtarı olup olmadığını açıklamanın yararlı olacağını düşündük. yıldızlar.

Lafı daha fazla uzatmadan, dünyanın en şaşırtıcı tahrik cihazı hakkında bilmeniz gereken her şeyi burada bulabilirsiniz.

Bu makale, EM Drive ve onu çevreleyen teorilerle ilgili haber ve gelişmelere yanıt olarak periyodik olarak güncellenmektedir.

Sızan yeni bir NASA makalesi potansiyel olarak çalışan EmDrive'a işaret ediyor

International Business Times'ın ele geçirdiği sızdırılmış bir NASA makalesi NASA Spaceflight forumlarındaki bir kullanıcının gönderisi aracılığıyla. Gönderi başlangıçta forumun moderatörleri tarafından silindi, ancak belge o zamandan beri yayınlandı ve şu anda görüntülenebilir durumda Burada. Görünen o ki makale, yılın başlarında tartışılan makalenin aynısı (aşağıda rapor edilmiştir). Makaledeki bilgiler açıkça EmDrive'ın çalışan bir sürümüne işaret ediyor ve henüz yayınlanacak olmasına rağmen halen Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü'nün bilimsel yayın organlarında yayınlanmaya devam edecek. günlük, AIAA Tahrik ve Güç Dergisi.

Aşağıda tartışıldığı gibi bu, EmDrive ve teorik teknolojiye inananlar için ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır. NASA'nın bulguları hakkındaki makale gerçekten de başarılı olursa ve gün ışığına çıkarsa (ki bu çok muhtemel görünüyor), EmDrive teknolojisinin daha fazla araştırılması ve geliştirilmesi için bir nimet olacaktır. Bu, devam eden çalışma ve testlerin kapısını açacak ve sonunda insanları hızlı, hafif uzay yolculuğu yoluna sokabilecek.

Bir EmDrive makalesi nihayet hakem incelemesi tarafından kabul edildi

Başlangıçta bu makale, EmDrive ile ilgili önceki çalışmaların ve makalelerin ya gönderilmediğine ya da hakem değerlendirmesinden geçmediğine işaret ediyordu. Ancak NASA Eagleworks'ün EmDrive testiyle ilgili makalesi göz önüne alındığında o günler geçmişte kaldı. akran değerlendirme sürecinden geçtiği bildirildi ve yakında Amerikan Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü tarafından yayınlanacak AIAA Tahrik ve Güç Dergisi.

Bu, EmDrive için önemli bir adımdır çünkü teknolojiye ve şu ana kadar yapılan testlere meşruiyet kazandırarak diğer grupların testleri tekrarlamalarına kapı açmaktadır. Bu aynı zamanda diğer grupların bunun neden ve nasıl çalıştığını ve onu geçerli bir itici güç haline getirmek için onu nasıl yineleyeceklerini ortaya çıkarmak için daha fazla kaynak ayırmasına olanak tanıyacak. Dolayısıyla, hakemli tek bir makale insan ırkını birdenbire gezegenler arası seyahatle donatmayacak olsa da, bu olası geleceğin eninde sonunda farkına varmaya yönelik ilk adımdır.

EmDrive nedir?

Basitçe söylemek gerekirse EmDrive bir bilmecedir. İlk olarak 2001 yılında havacılık mühendisi Roger Shawyer tarafından tasarlanan teknoloji, yakıtsız bir tahrik sistemi olarak özetlenebilir; bu, motorun reaksiyona neden olmak için yakıt kullanmadığı anlamına gelir. Yakıt ihtiyacını ortadan kaldırmak, aracı önemli ölçüde daha hafif hale getirir ve dolayısıyla taşınması daha kolay olur (ve teorik olarak yapımı daha ucuzdur). Buna ek olarak, varsayımsal sürücü son derece yüksek hızlara ulaşabiliyor; potansiyel olarak insanları birkaç ay içinde güneş sisteminin dış bölgelerine ulaştırma potansiyelinden bahsediyoruz.

Sorun şu ki, reaksiyonsuz bir sürüş kavramının tamamı, Newton'un momentumun korunumu ilkesiyle tutarsızdır. kapalı bir sistem içerisinde doğrusal ve açısal momentumun, söz konusu sistem içinde meydana gelen herhangi bir değişiklikten bağımsız olarak sabit kaldığı sistem. Daha açık bir ifadeyle: Dışarıdan bir kuvvet uygulanmadığı sürece bir nesne hareket etmeyecektir.

Tepkisiz sürücüler, Newton'un üçüncü yasasında tanımlanan "tepki"den yoksun oldukları için bu şekilde adlandırılmıştır: "Her etki için eşit ve zıt bir tepki vardır." Ama bu gider mevcut temel fizik anlayışımıza aykırıdır: Bir reaksiyon (yakıtın ateşlenmesi ve kütlenin dışarı atılması) olmaksızın gerçekleşen bir eylem (bir aracın itilmesi), imkansız. Böyle bir şeyin gerçekleşmesi, henüz tanımlanamayan bir olayın meydana geldiği ya da fizik anlayışımızın tamamen yanlış olduğu anlamına gelir.

EmDrive nasıl "çalışır?"

Teknolojinin potansiyel olarak fizik kurallarını bozan olasılık dışılıklarını bir kenara bırakarak, önerilen sürücünün nasıl çalıştığını basit terimlerle açıklayalım. EmDrive, bir RF rezonans boşluğu iticisi, ve bu modeli kullanan birkaç varsayımsal makineden biridir. Bu tasarımlar, bir magnetronun mikrodalgaları kapalı, kesik bir koninin içine itmesi, ardından koninin kısa ucuna doğru itmesi ve aracı ileri doğru itmesiyle çalışır.

Bu, aracı havaya fırlatmak için büyük miktarda enerji ve kütleyi dışarı atmak üzere büyük miktarda yakıt yakan, itici akımlı uzay aracı kullanımının biçiminin tersidir. Bunun etkisizliğine ilişkin sıklıkla kullanılan bir metafor, parçacıklara karşı iten parçacıkları karşılaştırmaktır. arabanın içinde oturma ve arabayı hareket ettirmek için direksiyon simidini itme eylemine itme kuvveti üretmek ileri.

Sürücünün deneysel versiyonları üzerinde testler yapılırken, birkaç mikronewtonluk itme kuvveti sağlayan düşük enerji girişleriyle (yaklaşık ağırlık kadar kuvvet) bir kuruş kadar) — İlk hakemli makale daha yeni kabul edildi ve diğer testlerden elde edilen bulguların hiçbiri hakemli bir dergide yayınlanmadı. dergi. Bazı pozitif itme sonuçlarının girişimden veya test ekipmanındaki hesaba katılmayan bir hatadan kaynaklanmış olması mümkündür. NASA Eagleworks'ün makalesinin hakem incelemesi tarafından kabul edildiği ve AIAA Tahrik ve Güç Dergisi Ancak bu iddialara bir miktar meşruiyet katıyor.

Eagleworks makalesinden önce EmDrive'a ilişkin pek çok şüphe olmasına rağmen, Sürücüyü test eden ve başarıya ulaştığını bildiren çok sayıda kişinin bulunduğunu belirtmek önemlidir. itme.

• 2001 yılında Shawyer'e EmDrive'ı test etmesi için İngiliz hükümetinden 45.000 £ hibe verildi. Testinin 0,016 Newton kuvvete ulaştığı ve 850 watt güç gerektirdiği bildirildi, ancak testlere ilişkin hiçbir hakem incelemesi bunu doğrulamadı. Ancak bu sayının deneysel bir hata olma potansiyeli taşıyacak kadar düşük olduğunu belirtmekte fayda var.
• 2008 yılında Yang Juan ve Kuzeybatı Politeknik Üniversitesi'ndeki Çinli araştırma ekibinin iddiaya göre RF rezonans boşluklu iticilerin arkasındaki teoriyi doğruladı ve ardından 2010 yılında kendi versiyonunu oluşturdu. sürücüyü test etmebir kaç sefer 2012'den 2014'e kadar. Test sonuçlarının olumlu olduğu, 750 mN'ye (milinewton) kadar itme kuvveti sağladığı ve 2.500 watt güç gerektirdiği ileri sürüldü.
• 2014 yılında NASA araştırmacıları, EmDrive'ın kendi versiyonunu sert vakum da dahil olmak üzere test etti. Grup bir kez daha iddiayı bildirdi (Shawyer'in iddialarının yaklaşık 1/1000'i) ve bir kez daha veriler hiçbir zaman hakemli kaynaklar aracılığıyla yayınlanmadı. Diğer NASA grupları araştırmacıların iddialarına şüpheyle yaklaşıyor ancak makalelerinde bu bulguların sürücüyü ne doğruladığı ne de çürüttüğü açıkça belirtiliyor; bunun yerine daha fazla test yapılması çağrısı yapılıyor.
• 2015 yılında aynı NASA grubu, kimya mühendisi Guido Fetta'nın Cannae Drive'ının (kızlık soyadı Q Drive) bir versiyonunu test etti ve pozitif net itme bildirdi. Benzer şekilde Dresden Teknoloji Üniversitesi'ndeki bir araştırma grubu da sürücüyü tekrar test etti raporlama hamlesihem öngörülmüş hem de beklenmedik.
• NASA araştırma grubu Eagleworks tarafından 2015'in sonlarında yapılan bir başka test daha Görünüşe göre EmDrive'ın geçerliliği doğrulandı. Test, önceki testlerde meydana gelen hataları düzeltti ve şaşırtıcı bir şekilde sürücü, itme kuvveti elde etti. Ancak grup henüz bulgularını hakem incelemesine sunmadı. Deneydeki diğer öngörülemeyen hataların itme kuvvetine neden olması mümkündür (en muhtemel olanı vakumun tehlikeye atılması, ısının test ortamındaki havayı genişletmesine ve havayı hareket ettirmesine neden olmasıdır. sürmek). Bulgular sonuçta yayınlansa da yayınlanmasa da daha fazla test yapılması gerekiyor. Cleveland, Ohio'daki Glenn Araştırma Merkezi, NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı ve Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nın yapmayı planladığı şey tam olarak budur. EmDrive'a inananlar için bir miktar umut var gibi görünüyor.

2016 yılının ortalarında, Birleşik Krallık'taki Plymouth Üniversitesi'nden araştırmacı fizikçi Michael McCulloch tarafından, testlerde gözlemlenen itme kuvvetine bir açıklama getirebilecek yeni bir teori ortaya atıldı. McCulloch'un teorisi atalet ve Unruh etkisi adı verilen bir şeyle ilgilidir - görelilik tarafından tahmin edilen bir kavram, bu da siz hızlandıkça evrenin daha sıcak görünmesine neden olur ve ısı, evrene göre gözlemlenir. hızlanma.

McCulloch'un yeni teorisi, doğrulanmamış Unruh radyasyonu kavramıyla ilgilidir; bu, parçacıkların nedeniyle evrenin gözlemlenen ısınmasının doğrudan bir sonucu olarak uzayın boşluğundan oluşur. hızlanma. Bu teorik kavram, evrene dair mevcut anlayışımıza büyük ölçüde uyuyor ve şu anda bildiğimiz ataletin sonuçlarını tahmin ediyor. dikkate değer bir istisna olsa da gözlemleyin: EM'yi test ederken gözlemlenenlerle aynı ölçekte küçük ivmeler Sürmek.

Bu ivme, ivme azaldıkça dalga boyları artan Unruh radyasyon parçacıklarının bir sonucu olarak ortaya çıkıyor. Farklı dalga boylarındaki asi parçacıkların EM Sürücünün konisinin her iki ucuna da sığması gerekir. koninin içinde zıplıyorlar, eylemsizlikleri de değişecek ve sonuçta itme.

Kuşkusuz McCulloch'un teorisini sıradan kişilerin kısa ve öz terimleriyle yorumlamak biraz zordur. Eğer merak ediyorsanız ve teori hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız okuyabilirsiniz. McCulloch'un teorisini tartıştığı makalesinin tamamı burada. Buradaki önemli nokta, Unruh Etkisi ve Unruh Radyasyonunun doğrulanması durumunda, EM Sürücünün şimdiye kadar imkansız görünen itme gözlemleri için tamamen makul bir açıklama sunmasıdır. Bu, daha fazla araştırma ve deney gerektirecek ve tahrik sistemine test için daha da fazla ivme kazandıracak.

Çalışan bir EmDrive'ın etkileri

Bilim camiasında kaç kişinin EmDrive ve RF rezonans boşluğu itmelerine karşı hep birlikte ihtiyatlı davrandığını görmek kolaydır. Ancak öte yandan, araştırmaların zenginliği birkaç soruyu gündeme getiriyor: Teknolojiye neden bu kadar ilgi var ve neden bu kadar çok insan onu test etmek istiyor? Sürücü hakkında onu bu kadar çekici bir fikir haline getiren iddialar tam olarak neler? Atmosfer sıcaklığını kontrol eden uydulardan daha güvenli ve daha verimli otomobillere kadar her şey potansiyel olarak geliştirildi Sürücüye yönelik uygulamalar, teknolojinin gerçek çekiciliği ve her şeyden önce yaratılışının itici gücü, uzaya yönelik çıkarımlarıdır. seyahat.

Tepkisiz bir sürüşle donatılmış uzay aracı potansiyel olarak aya sadece birkaç saatte, Mars'a iki ila üç ayda ve Plüton'a iki yıl içinde ulaşabilir. Bunlar son derece cesur iddialar, ancak EmDrive'ın meşru bir teknoloji olduğu ortaya çıkarsa, o kadar da tuhaf olmayabilir. Ve birkaç tonluk yakıt paketlemeye gerek kalmadan, uzay araçları daha ucuz, üretimi daha kolay ve çok daha hafif hale geliyor.

NASA ve SpaceX gibi çok sayıda özel uzay şirketi de dahil olmak üzere diğer benzer kuruluşlar için, Uzayın uzak bölgelerine hızla seyahat edebilen hafif, uygun fiyatlı uzay araçları tek boynuzlu at. Yine de bunun gerçeğe dönüşmesi için bilimin toplanması gerekiyor.

Shawyer, EmDrive'ın nasıl çalıştığını açıklamak için sahte bilime veya kuantum teorilerine gerek olmadığı konusunda kararlı. Bunun yerine, Newton fiziğinin mevcut modellerinin bir açıklama sunduğuna inanıyor ve şunu yazdı: konuyla ilgili makaleler, bunlardan biri şu anda hakem değerlendirmesinden geçmektedir (Eagleworks'ten ayrı olarak) kağıt). Makalenin bu yıl içinde yayınlanmasını bekliyor. Geçmişte Shawyer diğer bilim adamları tarafından yanlış ve tutarsız bilim nedeniyle eleştirilmişti. makale gerçekten yayınlanırsa, EmDrive'ı meşrulaştırmaya başlayabilir ve daha fazla test yapılmasını teşvik edebilir ve araştırma.

Sürücünün fizik yasalarına uygun davrandığı konusundaki ısrarına rağmen bu durum onu ​​EmDrive ile ilgili cesur iddialarda bulunmaktan alıkoymadı. Shawyer, bu yeni sürücünün, sürücünün hareket etmesine izin veren warp kabarcıkları ürettiğini söyleyerek kayıtlara geçti ve NASA'nın test sonuçlarının muhtemelen bu şekilde elde edildiğini iddia etti. Bunun gibi iddialar internette büyük ilgi topladı ancak net destekleyici veriler yok ve (en azından) gerekli olacak. çoğunluğu şüpheci olmaya devam eden bilim camiası tarafından ciddiye alınmak için kapsamlı testler ve tartışmalar Shawyer'ın iddiaları. Umarız bu yeni hakemli makaleyle birlikte daha fazla EmDrive testi gerçekleştirilecek ve bu şeyin nasıl çalıştığının aydınlatılmasına yardımcı olunacaktır.

Armagh Planetaryumu'ndan Colin Johnston kapsamlı bir eleştiri yazdı EmDrive ve çok sayıda testin sonuçsuz bulguları. Benzer şekilde Corey S. Discovery'den Powell Kendi iddianamesini yazdı Hem Shawyer'in EmDrive'ı hem de Fetta'nın Cannae Drive'ının yanı sıra NASA'nın bulgularına yönelik son zamanlardaki heyecan. Her ikisi de bu tür vakaları bildirirken daha fazla takdir yetkisinin gerekliliğine işaret ediyor. Profesör ve matematiksel fizikçi John C. Baez, kavramsal teknolojinin tartışma ve tartışmalardaki ısrarından duyduğu yorgunluğu dile getirerek, tüm kavramı tepkisiz bir dürtü olarak nitelendirdi "saçmalık.” Onun coşkulu görevden alınması diğer pek çok kişinin duygularını yansıtıyor.

Shawyer'in EmDrive'ı web sitesi de dahil olmak üzere başka yerlerde coşkuyla karşılandı NASASpaceFlight.com - Eagleworks'ün en son testleri hakkındaki bilgilerin ilk kez yayınlandığı yer - ve EmDrive hakkında olumlu ve iyimser bir makale yayınlayan popüler New Scientist dergisi. (Editörler daha sonra, fikir konusunda süregelen heyecana rağmen, bunu yapmaları gerektiğini belirten bir açıklama yayınladılar. daha fazla nezaket gösterdi Tartışmalı bir konu hakkında yazarken.)

NASA Eagleworks'ün makalesi, teknolojinin daha iyi anlaşılması ve daha da geliştirilmesi için kapıyı açıyor. Kanıtlanabilir, çalışan bir EmDrive, hem uzayda hem de karada seyahat için heyecan verici olasılıkların önünü açabilir - tüm fizik anlayışımızı sorgulamaktan bahsetmiyorum bile.