EmDrive- проблемы и хронология
Сен. 18. 2015
Прототип EmDrive, построенный немецкими физиками.
Изображение: M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, German
Независимые испытания двигателя с неизвестным принципом работы EmDrive, вроде бы подтвердившие существование его «аномальной» тяги, в очередной раз закончились крайне критическими отзывами со стороны научного сообщества. Дошло до того, что некоторые физики-теоретики предлагают вообще не рассматривать результаты эксперимента, потому что у них «нет внятного теоретического объяснения».
«Лента.ру» решила разобраться и с тем, почему так получается, и с тем, какие еще необычные средства передвижения в космосе человечество придумало за свою историю. EmDrive.
Межзвездные путешествия при нынешнем состоянии технологий невозможны — говорит сама физика с ее законом сохранения импульса. Перефразируя известного персонажа, чтобы разогнать что-нибудь нужное, сперва следует выбросить в противоположном направлении что-нибудь ненужное — вроде ракетного топлива, которого не накопишь на путешествие за границы Солнечной системы.
Чтобы выйти из этого тупика, энтузиасты освоения космоса периодически анонсируют устройства вроде двигателя EmDrive — которые, как нам обещают, не нуждаются в выбросе топлива, чтобы набирать скорость. На вид гипотетический двигатель представляет собой ведро с магнетроном (генератором микроволн, как в СВЧ-печи) внутри. По утверждению изобретателей, раз микроволны не выходят из ведра, значит выброса чего-либо материального не происходит, при этом само «ведро» создает тягу, фиксируемую в экспериментах с 2002 года и по сей день.
Причем один такой опыт проделали в НАСА, другой совсем недавно провел Мартин Таджмар (Martin Tajmar), глава немецкого Института аэрокосмического инжиниринга при Техническом университете в Дрездене.
Оба учреждения трудно назвать прибежищем научных фриков — быть может, за аномальной тягой EmDrive что-то есть?
Их оппонентов, впрочем, это не смущает. Одни, как Шон Кэролл (Sean Carroll) из Калифорнийского технологического института, просто характеризует EmDriveсловами, которые невозможно повторить в русскоязычных СМИ. Те, кто сдержаннее, высказывают ту же мысль иначе: EmDrive нарушает закон сохранения импульса. А Эрик Дэвис (Eric W. Davis) из Института продвинутых исследований в Остине (США) добавляет: даже если бы тяга действительно создавалась, но как в испытаниях обнаруживалась бы лишь десятками микроньютонов, то профессионалам, работающим в аэрокосмической отрасли, «вообще неинтересны новые методы передвижения, [...] порождающие тягу измеряемую лишь в микроньютонах» — слишком уж она невелика.
Здесь следует отметить, что последнее утверждение довольно рискованно. По данным упомянутых экспериментов НАСА, зарегистрированная тяга составила 0,4 ньютона на киловатт — и несмотря на то, что эта цифра действительно ничтожна, двигатель с такими параметрами доставил бы New Horizons к Плутону за полтора года, вместо десятилетия, потребовавшегося на практике. Иными словами, для действительно дальних перелетов ситуация крайне далека от «незаинтересованности». Принцип работы EmDrive
Сложнее вопрос о том, работает ли EmDrive на самом деле, или в экспериментах «регистрируется» несуществующая тяга.
Мартин Таджмар — известный «разрушитель мифов», экспериментатор, поставивший несколько «аномальных» экспериментов, найдя источники их аномалий в трудно обнаруживаемых ошибках измерения. В этот раз он привлек крутильные весы и проводил сам эксперимент в глубоком вакууме, чтобы исключить влияние конвекции воздуха. Все это не помогло убрать аномальную тягу.
Однако оппоненты не утратили своего скепсиса. Тот факт, что тяга не исчезала сразу после выключения EmDrive, может указывать на то, что речь идет о каком-то тепловом эффекте, влияющем на показания регистрирующих приборов. Следует отметить, что Таджмар в своей работе детально описывает предпринятые меры по теплозащите и магнитному экранированию, которых его критики (являющиеся физиками-теоретиками) почему-то не замечают.
Более всего смущает тезис Эрика Дэвиса о том, что работа Таджмара «не будет принята рецензируемыми журналами», только потому, что она не предлагает теоретического механизма, который мог бы объяснять наблюдавшуюся аномальную тягу. Очевидно, Дэвис в курсе того, как в XIX веке Майкельсон и Морли опубликовали в American Journal of Science описание эксперимента, также не предложив никакого внятного теоретического механизма, который мог бы объяснить его. Если бы тогда журнал стоял на позициях Дэвиса, результаты важнейшего эксперимента, вызвавшего кризис теории эфира и в конечном счете возникновение теории относительности, просто не были бы опубликованы. Эксперименты по бета-распаду в 1914-1930 годах формально и вовсе нарушализакон сохранения энергии, но трудно представить себе, как кто-то из физиков той поры говорит: «данные об этом не попадут в рецензируемые журналы, потому что не объяснены теоретически».
Повторимся: отсутствие теоретического объяснения тяги EmDrive действительно означает, что, скорее всего, он не работает — по крайней мере, не работает так, как это описывает его создатель Роджер Шойер (Roger Shawyer). Но и позиция Дэвиса, сводящаяся к утверждению «не стоит тратить время на эксперименты, если у них нет теоретического объяснения», несомненно, необычна для ученого. Хронология испытаний . 1. Декабрь 2002 года — первый действующий прототип мощностью 0.02 ньютона, Satellite Propulsion Research, британская исследовательская компания, основанная аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. 2.Октябрь 2006 года — прототип мощностью 0.1 ньютон, Satellite Propulsion Research, Роджер Шойер. 3.2006—2011 годы — «Cannae Drive» (также известен как «Q-drive»), двигатель работающий на аналогичном принципе американской компании Cannae LLC, автор Гвидо Фетта. 4.2008—2010 годы — прототип мощностью 0.72 ньютона, Чжуан Янг, Северо-западный политехнический университет. 5.В 2013—2014 годах двигатель тестировали в лаборатории НАСА Eagleworks (космическом центре имени Джонсона), возглавляемой Гарольд Уайт и получили аномальные результаты — получили тягу в размере около 100 микроньютонов].
Гарольд Уайт считает, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума. Тестирование проводилось на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в десятки микроньютонов, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали, как при температуре окружающего воздуха и атмосферном давлении, так и в вакууме.
Испытания резонатора в НАСА были проведены на очень низкой мощности (в 50 раз меньше, чем при эксперименте Шоера в 2002 году и в 150 раз меньше, чем при китайском эксперименте в 2010 году), но чистая тяга при пяти запусках составила 91,2 мкН при 17 Вт входной мощности. Кратковременная наибольшая тяга составила 116 мкН при той же мощности. Гипотетически, космический аппарат с подобным двигателем, питаемый от ядерного реактора, будет способен разгоняться до скоростей, соизмеримых с единицами процентов от скорости света. 6.Июль 2015 года — тестирование под руководством Мартина Таймара (Дрезденский технический университет). Учёный не подтвердил, но и не опроверг работоспособность EmDrive. ----------------------------------------------------- Guido Fetta, разработчик двигателя Cannae Drive, очень долго добивался независимой экспертизы своего изделия. Он утверждал, что двигатель использует "реактивную передачу импульса через квантовый вакуум виртуальной плазмы", и способен создавать тягу без выброса вещества.
В NASA сказали "хорошо, мы протестируем вашу дурацкую штуку, хотя знаем, что она не будет работать"... А она заработала.
Тестирование проводилось в вакуумной камере, которую обычно используют, для определения тяги ионных двигателей. Правда в первых тестах вакуума в камере не было, и двигатель работал при атмосферном давлении. По результатам испытаний на стенде, двигатель выдал стабильную тягу от 30 до 50 микро-Ньютонов. Это в тысячу раз слабее современных ионных и плазменных двигателей, которые имеют весьма скромную тягу, по сравнению с обыкновенными жидкостными ракетными двигателями. Но и жидкостные и плазменные/ионные двигатели требуют топлива, которое, подчас, занимает более половины массы космического аппарата.
Для Cannae Drive нужно только электричество.
В отчете NASA отметили "устройство, производит силу, которая не относится ни к какому классическому электромагнитному явлению".
Ранее, похожий двигатель EmDrive британского изобретателя Roger Shawyer испытали в Китайской академии наук, и он выдал тягу в 1000 раз сильнее чем на испытаниях NASA
Читать дополнительный материал: "EmDrive, история и тестирование."
Кое какие соображения появляются: нужно учесть, что все мы физическая часть пространства. Отталкиваясь от свойств этого пространства, возможно, удастся найти объяснение явлению и пути по оптимизации устройства. ------------------------------------------------------------------ "нужно учесть, что все мы физическая часть пространства." Ещё точнее: мы, вещество, да и фотоны- дефекты пространства!
"Тот факт, что тяга не исчезала сразу после выключения EmDrive, может указывать на то, что речь идет о каком-то тепловом эффекте," Это очень интересно!!! ------------------------------------------------------- Оказывается, ведро то, закрытое с обеих сторон!, а я и не обратил на это внимание. Получается, что мы имеем дело с закрытым резонатором, это ещё интересней!
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
Озарение.
0