EmDrive toimii! Mela syöksyi maailmankaikkeuteen

Fysiikka on melkein kuilun reunalla. Marraskuussa 2016 NASA julkaisi tieteellisen raportin EmDrive-testauksesta Eagleworks Laboratoriesissa (1). Siinä virasto vahvistaa, että laite tuottaa vetoa, eli se toimii. Ongelmana on, että ei tiedetä, miksi se toimii...

1. Laboratoriojärjestelmä moottorin työntövoiman mittaamiseksi EmDrive

2. Merkkijonon kirjoittaminen EmDriveen testauksen aikana

NASA Eagleworks Laboratoriesin tutkijat ja insinöörit suhtautuivat tutkimukseensa erittäin huolellisesti. He jopa yrittivät löytää mahdollisia virhelähteitä - mutta turhaan. Niitä EmDrive-moottori tuotti 1,2 ± 0,1 milliwattia työntövoimaa kilowattia kohden (2). Tämä tulos on huomaamaton ja sen kokonaishyötysuhde on monta kertaa pienempi kuin ioniputkien, esimerkiksi Hall-potkurien, mutta sen suurta etua on vaikea kiistää - se ei vaadi polttoainetta.Siksi mahdolliselle matkalle ei tarvitse ottaa mukaan polttoainesäiliötä, joka on "ladattu" sen teholla.

Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat osoittaneet, että se toimii. Kukaan ei kuitenkaan ole vielä osannut selittää miksi. NASAn asiantuntijat uskovat, että tämän moottorin toiminta voidaan selittää pilottiaaltoteoria. Tämä ei tietenkään ole ainoa hypoteesi, joka yrittää selittää sekvenssin salaperäistä lähdettä. Lisätutkimuksia tarvitaan tutkijoiden olettamusten vahvistamiseksi. Ole kärsivällinen ja varaudu seuraaviin väitteisiin, että EmDrive (3)… Se todella toimii.

Kyse on kiihtyvyydestä

EmDrive-kotelo on kiihtynyt ja kiihtynyt kuin todellinen rakettimoottori viime kuukausien aikana. Tämän todistaa seuraava tapahtumasarja:

• Huhtikuussa 2015 José Rodal, Jeremy Mullikin ja Noel Munson ilmoittivat tutkimustuloksistaan ​​foorumilla (tämä on kaupallinen sivusto nimestä huolimatta, ei liity NASAan). Kuten kävi ilmi, he tarkastivat moottorin toiminnan tyhjiössä ja eliminoivat mahdolliset mittausvirheet, mikä todistaa tämän moottorin toimintaperiaatteen niitä käyttämällä.
• Elokuussa 2015 julkaistiin Dresdenin teknisen yliopiston Martin Taimarin tutkimuksen tulokset. Fyysikko sanoi, että EmDrive-moottori sai työntövoiman, mutta tämä ei ole ollenkaan todiste sen toiminnasta. Taimarin kokeen tarkoituksena oli testata aiempien moottorin testausmenetelmien sivuvaikutuksia. Itse koetta kuitenkin kritisoitiin epätarkkuudesta ja mittausvirheistä, ja ilmoitettuja tuloksia kutsuttiin "sanojen leikkiä".
• Kesäkuussa 2016 saksalainen tiedemies ja insinööri Paul Kotsila julkisti joukkorahoituskampanjan PocketQube-nimisen satelliitin laukaisemiseksi avaruuteen.
• Elokuussa 2016 Cannae Inc:n perustaja Guido Fetta julkisti laukaisukonseptin CubeSatille, Cannae Drivella varustetulle pienoissatelliitille (4), eli omassa EmDrive-versiossasi.
• Lokakuussa 2016 Roger J. Scheuer, EmDriven keksijä, sai Yhdistyneen kuningaskunnan ja kansainväliset patentit moottorinsa toisen sukupolven.
• 14. lokakuuta 2016 Scheuerin elokuvahaastattelu julkaistiin International Business Times UK:lle. Se edustaa muun muassa EmDriven tulevaisuutta ja kehityksen historiaa, ja kävi ilmi, että USA:n ja Britannian puolustusministeriöt sekä Pentagon, NASA ja Boeing ovat kiinnostuneita keksinnöstä. Scheuer toimitti joillekin näistä organisaatioista kaikki tekniset dokumentaatiot EmDriven ajoa ja esittelyjä varten, tarjoten 8 g ja 18 g työntövoimaa. Scheuer uskoo, että toisen sukupolven kryogeenisellä EmDrive-käytöllä odotetaan olevan tonnia vastaava työntövoima, mikä mahdollistaa taajuusmuuttajan voidaan käyttää lähes kaikissa nykyaikaisissa autoissa.
• 17 julkistettiin edellä mainitut NASAn tutkimustulokset, jotka alun perin vahvistivat voimalaitoksen toiminnan.

4. Cannae Drive satelliitin kyytiin - visualisointi

17 vuotta ja edelleen mysteeri

5. Roger Scheuer EmDrive-mallin kanssa

EmDriven pidempi ja tarkempi nimi on RF-resonanssiresonaattorimoottori. Sähkömagneettisen käyttökonseptin kehitti vuonna 1999 brittiläinen tiedemies ja insinööri Roger Scheuer, Satellite Propulsion Research Ltd:n perustaja. Vuonna 2006 hän julkaisi artikkelin EmDrivesta New Scientistissa (5). Tekstiä on arvosteltu ankarasti tutkijoilta. Heidän mielestään esitettyyn konseptiin perustuva relativistinen sähkömagneettinen käyttö rikkoo liikemäärän säilymislakia, ts. on toinen fantasiavaihtoehto.

kuitenkin Sekä kiinalaiset muutaman vuoden takaiset testit että NASA:n syksyllä tekemät testit näyttävät vahvistavan, että sähkömagneettisen säteilyn paineella pinnalla liikkuminen ja sähkömagneettisen aallon heijastuksen vaikutus kartiomaisessa aaltoputkessa johtavat voimaeroihin. ja vetovoiman ulkonäkö. Tämä teho puolestaan ​​voidaan kertoa Lustra, sijoitettu sopivalle etäisyydelle, joka on puolet sähkömagneettisen aallon pituudesta.

NASA Eagleworks Lab -kokeen tulosten julkaisemisen myötä tästä mahdollisesti vallankumouksellisesta ratkaisusta on herännyt kiista. Kokeellisten tulosten ja todellisen tieteellisen teorian sekä fysiikan lakien väliset erot ovat synnyttäneet monia äärimmäisiä mielipiteitä suoritetuista testeistä. Avaruusmatkailun läpimurtoa koskevien optimististen väitteiden ja tutkimustulosten avoimen kieltämisen välinen ristiriita on saanut monet pohtimaan syvällisesti tieteellisen tiedon universaaleja postulaatteja ja dilemmoja sekä tieteellisten kokeiden rajoituksia.

Vaikka Scheuerin projektin julkistamisesta oli kulunut yli seitsemäntoista vuotta, brittiläisen insinöörin malli ei voinut odottaa kauan luotettavaa tutkimustodentamista. Vaikka sen soveltamista koskevia kokeita toistettiin aika ajoin, niitä ei päätetty validoida kunnolla ja testata menetelmää tietyssä tieteellisessä tutkimuksessa. Tilanne tässä suhteessa muuttui edellä mainitun kokeen vertaisarvioitujen tulosten julkaisemisen jälkeen amerikkalaisessa Eagleworks-laboratoriossa. Hyväksytyn tutkimusmenetelmän todistetun legitiimiyden lisäksi ei kuitenkaan alusta alkaen hälventynyt kaikkia epäilyksiä, jotka itse asiassa heikensivät itse idean uskottavuutta.

Ja Newton?

Havainnollistaakseen Scheuerin moottoriperiaatteen ongelman laajuutta kriitikoilla on tapana verrata EmDrive-idean kirjoittajaa auton omistajaan, joka haluaa saada autonsa liikkeelle painamalla tuulilasiaan sisäpuolelta. Näin havainnollistettua epäjohdonmukaisuutta newtonilaisen dynamiikan perusperiaatteiden kanssa pidetään edelleen päävastuullisena, mikä sulkee kokonaan pois brittiläisen insinöörin suunnitelman uskottavuuden. Scheuerin mallin vastustajia eivät vakuuttaneet peräkkäiset kokeet, jotka osoittivat odottamatta, että EmDrive-moottori voisi toimia tehokkaasti.

Tietenkin on myönnettävä, että tähän mennessä saadut kokeelliset tulokset kärsivät selkeän sisällöllisen perustan puutteesta tieteellisesti todistettujen säännösten ja mallien muodossa. Sekä tutkijat että harrastajat, jotka todistavat sähkömagneettisen moottorimallin toimivuutta, myöntävät, että he eivät ole löytäneet selkeästi vahvistettua fyysistä periaatetta, joka selittäisi sen toiminnan väitetysti Newtonin dynamiikan lakien vastaiseksi.

6. Vuorovaikutusvektorien hypoteettinen jakauma EmDrive-sylinterissä

Scheuer itse kuitenkin olettaa, että hänen projektiaan on tarkasteltava kvanttimekaniikan perusteella, ei klassisen, kuten tavanomaisten käyttölaitteiden tapauksessa. Hänen mielestään EmDriven työ perustuu sähkömagneettisten aaltojen erityinen vaikutus ( 6), jonka vaikutus ei täysin heijastu Newtonin periaatteissa. Scheuer ei myöskään tarjoa tieteellisesti vahvistettua ja metodologisesti vahvistettua näyttöä.

Kaikista tehdyistä ilmoituksista ja lupaavista tutkimustuloksista huolimatta NASA Eagleworks Laboratory -kokeen tulokset ovat vasta alkua pitkälle prosessille todisteiden tarkistamiseksi ja Scheuerin käynnistämän hankkeen tieteellisen uskottavuuden rakentamiseksi. Jos tutkimuskokeilujen tulokset osoittautuvat toistettavaksi ja mallin toiminta varmistuu myös avaruusolosuhteissa, jää paljon vakavampi analyysikysymys. ongelma sovittaa löytö yhteen dynamiikan periaatteiden kanssakun taas koskematon. Tällaisen tilanteen syntymisen ei pitäisi automaattisesti tarkoittaa nykyisen tieteellisen teorian tai fysikaalisten peruslakien kieltämistä.

Teoriassa EmDrive toimii käyttämällä säteilypaineilmiötä. Sähkömagneettisen aallon ryhmänopeus ja siten sen tuottama voima voivat riippua sen aaltoputken geometriasta, jossa se etenee. Scheuerin idean mukaan, jos rakennat kartiomaisen aaltoputken siten, että aallon nopeus toisessa päässä eroaa merkittävästi aallon nopeudesta toisessa päässä, niin heijastamalla aaltoa näiden kahden pään välillä saadaan ero säteilypaine, eli voima, joka riittää pidon saavuttamiseen. Scheuerin mukaan EmDrive ei riko fysiikan lakeja, vaan käyttää Einsteinin teoriaa - moottori on yksinkertaisesti toinen viitekehys kuin "työskentely" aalto sen sisällä.

7. EmDriven toiminnan käsitekaavio

On vaikea ymmärtää, miten EmDrive toimii, mutta tiedät mistä se koostuu (7). Laitteen tärkein osa on resonaattori mikrofalowyjohon mikroaaltosäteily muodostui mikroaaltouuni (mikroaaltoja säteilevä lamppu, jota käytetään sekä tutka- että mikroaaltouunissa). Resonaattori on muodoltaan samanlainen kuin katkaistu metallikartio - toinen pää on leveämpi kuin toinen. Oikein valittujen mittojen vuoksi siinä resonoivat tietyn pituiset sähkömagneettiset aallot. Oletetaan, että nämä aallot kiihtyvät kohti leveämpää päätä ja hidastuvat kohti kapeampaa päätä. Aallon siirtymänopeuden eron pitäisi johtaa eroon resonaattorin vastakkaisiin päihin kohdistuvassa säteilypaineessa ja siten muodostumiseen. ajoneuvon käyttövoima. Tämä sekvenssi vaikuttaa laajempaan pohjaan. Ongelmana on, että Scheuerin kriitikoiden mukaan tämä vaikutus kompensoi aaltojen vaikutusta kartion sivuseiniin.

8. Ionisuutin

Suihku- tai rakettimoottori työntää ajoneuvoa (työntövoimaa), kun se työntää kiihdytettyä palamiskaasua. Avaruusluotaimissa käytetty ionipotkuri lähettää myös kaasua (8), mutta sähkömagneettisessa kentässä kiihdytettyjen ionien muodossa. EmDrive ei puhalla mitään tästä.

Mukaan Newtonin kolmas laki jokaiseen toimintaan on vastakkainen ja tasa-arvoinen reaktio, eli kahden kappaleen keskinäiset toimet ovat aina yhtäläisiä ja vastakkaisia. Jos nojaamme seinää vasten, se painaa myös meitä, vaikka se ei mene minnekään. Kun hän puhuu liikemäärän säilymisen periaateJos ulkoiset voimat (vuorovaikutukset) eivät vaikuta kappalejärjestelmään, tällä järjestelmällä on jatkuva liikemäärä. Lyhyesti sanottuna EmDriven ei pitäisi toimia. Mutta se toimii. Ainakin tunnistuslaitteet osoittavat näin.

Tähän mennessä rakennettujen prototyyppien teho ei tyrmää niitä jaloilta, vaikka, kuten jo mainittiin, osa käytännössä käytetyistä ionimoottoreista toimii näillä mikronewtonilaisilla alueilla. Scheuerin mukaan EmDriven työntövoimaa voidaan lisätä huomattavasti käyttämällä suprajohtimia.

Pilot Wave teoria

NASAn tutkijat antoivat pilottiaaltoteorian mahdolliseksi tieteelliseksi perustaksi EmDriven toiminnalle. Tämä on ensimmäinen tunnettu piilomuuttujien teoria, jonka esitti Louise de Broglie vuonna 1927, myöhemmin unohdettu, sitten löydetty uudelleen ja parannettu David Bohm - on nyt nimeltään de Broglie-Bohmin teoria. Siitä puuttuvat kvanttimekaniikan standarditulkinnassa esiintyvät ongelmat, kuten aaltofunktion hetkellinen romahdus ja mittausongelma (tunnetaan nimellä Schrödingerin kissaparadoksi).

это ei-paikallinen teoriatämä tarkoittaa, että tietyn hiukkasen liikkeeseen vaikuttaa suoraan järjestelmän muiden hiukkasten liike. Tämä epäpaikallisuus ei kuitenkaan salli tiedon välittämistä valonnopeutta suuremmalla nopeudella, eikä se siksi ole ristiriidassa suhteellisuusteorian kanssa. Pilottiaaltoteoria on edelleen yksi monista kvanttimekaniikan tulkinnoista. Toistaiseksi pilottiaaltoteorian ja kvanttimekaniikan standarditulkinnan ennusteiden välillä ei ole löydetty kokeellisia eroja.

Hänen julkaisussaan vuodelta 1926 Max Syntynyt ehdotti, että Schrödingerin aaltoyhtälön aaltofunktio on hiukkasen löytämisen todennäköisyystiheys. Juuri tätä ajatusta varten de Broglie kehitti pilottiaaltoteorian ja kehitti pilottiaaltofunktion. Hän ehdotti alun perin kaksoisratkaisua, jossa kvanttiobjekti sisältää fyysisen aallon (u-aallon) todellisessa avaruudessa, jolla on pallomainen singulaarialue, joka aiheuttaa hiukkasten kaltaista käyttäytymistä. Tässä alkuperäisessä teoriamuodossa tutkija ei olettanut kvanttihiukkasen olemassaoloa. Myöhemmin hän muotoili pilottiaaltoteorian ja esitteli sen kuuluisassa Solvay-konferenssissa vuonna 1927. Wolfgang Pauli hän kuitenkin oletti, että tällainen malli ei olisi oikea joustamattomalle hiukkassironnalle. De Broglie ei löytänyt

tähän vastaukseen ja hylkäsi pian pilottiaaltokonseptin. Hän ei koskaan kehittänyt teoriaansa kattamaan satunnaisuutta.

monia hiukkasia.

Vuonna 1952 David Bohm löysi pilottiaaltoteorian uudelleen. De Broglie-Bohmin teoria tunnustettiin lopulta kvanttimekaniikan oikeaksi tulkinnaksi, ja se edustaa vakavaa vaihtoehtoa tähän mennessä suosituimmalle Kööpenhaminan tulkinnalle. Tärkeää on, että se on vapaa mittausparadoksista, joka häiritsee kvanttimekaniikan standarditulkintaa.

Hiukkasten sijainnit ja liikemäärä ovat piileviä muuttujia siinä mielessä, että jokaisella hiukkasella on tarkasti määritellyt koordinaatit ja liikemäärä kulloinkin. On kuitenkin mahdotonta mitata näitä molempia suureita samanaikaisesti, koska jokainen mittaus häiritsee toisen arvoa - Heisenbergin epävarmuusperiaate. Hiukkasjoukolla on vastaava aineaalto, joka kehittyy Schrödingerin yhtälön mukaisesti. Jokainen hiukkanen seuraa pilottiaallon ohjaamaa determinististä liikerataa. Yhdessä hiukkasten tiheys vastaa aaltofunktion amplitudin korkeutta. Aaltofunktio on hiukkasista riippumaton ja voi esiintyä tyhjänä aaltofunktiona.

Kööpenhaminan tulkinnassa hiukkasilla ei ole kiinteää sijaintia ennen kuin niitä havaitaan. Aaltoteoriassa

hiukkasten pilottipaikat ovat hyvin määriteltyjä, mutta tällä on useita vakavia seurauksia koko fysiikkaan - siksi

tämä teoria ei myöskään ole kovin suosittu. Sen avulla voit kuitenkin selittää, kuinka EmDrive toimii.

"Jos väliaine pystyy välittämään akustisia värähtelyjä, sen komponentit voivat olla vuorovaikutuksessa ja välittää liikemäärää", NASAn tutkimusryhmä kirjoittaa marraskuun 2016 julkaisussa. rikkovat Newtonin liikelakeja."

Yksi tämän tulkinnan seurauksista on ilmeisesti se, että EmDrive liikkuu ikään kuin "työntää pois" universumista.

 EmDriven ei pitäisi rikkoa fysiikan lakeja...

… sanoo Mike McCulloch Plymouthin yliopistosta ehdottaen uutta teoriaa, joka ehdottaa erilaista ajattelutapaa hyvin pienillä kiihtyvyyksillä olevien esineiden liikkeestä ja hitaudesta. Jos hän olisi oikeassa, päätyisimme kutsumaan mystistä voimaa "ei-inertiaksi", koska juuri inertia, eli inertia, kummittelee brittiläistä tutkijaa.

Inertia on ominaista kaikille esineille, joilla on massaa, jotka reagoivat suunnanmuutokseen tai kiihtyvyyteen. Toisin sanoen massaa voidaan pitää hitauden mittana. Vaikka tämä näyttää meille hyvin tutulta käsitteeltä, sen luonne ei ole niin ilmeinen. McCullochin käsite perustuu oletukseen, että inertia johtuu yleisen suhteellisuusteorian ennustamasta vaikutuksesta ns. Unru säteilyäa on mustan kappaleen säteily, joka vaikuttaa kiihtyviin esineisiin. Toisaalta voimme sanoa, että se kasvaa, kun kiihdymme.

Tietoja EmDrivesta McCullochin konsepti perustuu seuraavaan ajatukseen: jos fotoneilla on massaa, niiden on koettava inertia heijastuessaan. Tässä tapauksessa Unruh-säteily on kuitenkin hyvin pientä. Niin pieni, että se voi olla vuorovaikutuksessa välittömän ympäristönsä kanssa. EmDriven tapauksessa tämä on "moottorin" suunnittelun kartio. Kartio sallii tietynpituisen Unruh-säteilyn leveämmässä päässä ja lyhyemmän säteilyn kapeampaan päähän. Fotonit heijastuvat, joten niiden inertian kammiossa täytyy muuttua. Ja liikemäärän säilymisen periaatteesta, jota, toisin kuin EmDrivesta usein väitetään, ei rikota tässä tulkinnassa, seuraa, että veto pitäisi luoda tällä tavalla.

McCullochin teoria toisaalta eliminoi liikemäärän säilymisen ongelman, ja toisaalta se on tieteen valtavirran sivussa. Tieteellisesti katsottuna on kiistanalaista olettaa, että fotoneilla on inertiamassa. Lisäksi loogisesti valon nopeuden tulisi muuttua kammion sisällä. Tätä fyysikkojen on melko vaikea hyväksyä.

Onko se todella merkkijono?

Huolimatta edellä mainituista EmDrive-pitotutkimuksen myönteisistä tuloksista, kriitikot vastustavat sitä edelleen. He huomauttavat, että toisin kuin tiedotusvälineissä NASA ei ole vielä todistanut, että moottori todella toimii. Se on mahdollista esimerkiksi ehdottomalla varmuudella kokeelliset virheetaiheutuu muun muassa propulsiojärjestelmän osien muodostavien materiaalien haihtumisesta.

Kriitikot väittävät, että sähkömagneettisen aallon voimakkuus molempiin suuntiin on itse asiassa sama. Kyseessä on erilainen säiliön leveys, mutta tämä ei muuta mitään, koska leveämmasta päästä heijastuneita mikroaallot, jotka palaavat, putoavat kapeamman pohjan lisäksi myös seinille. Skeptikot harkitsivat kevyen työntövoiman luomista esimerkiksi ilmavirralla, mutta NASA sulki tämän pois tyhjiökammiossa tehtyjen testien jälkeen. Samaan aikaan muut tutkijat hyväksyivät nöyrästi uudet tiedot etsiessään tapaa sovittaa ne mielekkäästi yhteen liikemäärän säilymisen periaatteen kanssa.

Jotkut epäilevät, että tässä kokeessa erotetaan moottorin ominaistyöntövoima ja sähkövirralla käsitellyn järjestelmän lämmitysvaikutus (9). NASAn kokeellisessa asetelmassa sylinteriin tulee erittäin suuri määrä lämpöenergiaa, mikä voi muuttaa massan jakautumista ja painopistettä, jolloin EmDrive-työntövoima havaitaan mittalaitteissa.

9. Järjestelmän lämpökuvat testauksen aikana

EmDrive-harrastajat sanovat näin salaisuus piilee muun muassa kartiomaisen sylinterin muodossasiksi viiva vain ilmestyy. Skeptikot vastaavat, että mahdotonta toimilaitetta kannattaisi testata normaalilla sylinterillä. Sillä jos tällaisessa perinteisessä, ei-kartiomainen rakenne olisi työntövoima, se horjuttaisi joitakin "mystisiä" väitteitä EmDrivesta ja tukisi myös epäilyjä siitä, että "mahdottoman moottorin" tunnetut lämpövaikutukset vaikuttavat kokeellinen asennus.

Moottorin "suorituskyky" NASAn Eagleworks-kokeilla mitattuna on myös kyseenalainen. Käytettäessä 40 W työntövoima mitattiin 40 mikronin tasolla - plus-miinus 20 mikronin sisällä. Tämä on 50 % virhe. Tehon nostamisen jälkeen 60 wattiin suorituskykymittaukset muuttuivat vieläkin epätarkemmiksi. Vaikka ottaisimme nämä tiedot nimellisarvoon, uudentyyppinen taajuusmuuttaja tuottaa edelleen vain kymmenesosan tehosta kilowattia kohti, joka on saavutettavissa kehittyneillä ionipotkurit, kuten NSTAR tai NEXT.

Skeptikot vaativat lisää, perusteellisempaa ja tietysti riippumatonta testausta. He muistelevat, että EmDrive-merkkijono ilmestyi kiinalaisiin kokeisiin jo vuonna 2012 ja katosi kokeellisten ja mittausmenetelmien parantamisen jälkeen.

Totuuden tarkistus kiertoradalla

Lopullisen (?) vastauksen kysymykseen, toimiiko taajuusmuuttaja resonanssikammion kanssa, keksii edellä mainittu Guido Fett - tämän konseptin muunnelman, ns. Kanna ajaa. Hänen mielestään skeptikot ja kriitikot pitävät suunsa kiinni lähettämällä tällä moottorilla toimivan satelliitin kiertoradalle. Tietenkin se sulkeutuu, jos Cannae Drive todella laukaisee satelliitin.

6 CubeSat-yksikön kokoinen (eli noin 10 × 20 × 30 cm) luotain tulisi nostaa 241 km:n korkeuteen, jossa se pysyy noin puoli vuotta. Tämän kokoisista perinteisistä satelliiteista loppuu korjauspolttoaine noin kuudessa viikossa. Aurinkovoimalla toimiva EmDrive poistaa tämän rajoituksen.

Laitteen rakentamiseksi Cannae Inc., jota ylläpitää Fetta, Inc. perusti yrityksen LAI Internationalin ja SpaceQuest Ltd:n kanssa, jolla on kokemusta varaosien toimittajana mm. ilmailun ja mikrosatelliittien valmistajalle. Jos kaikki menee hyvin, niin Theseus, koska se on uuden yrityksen nimi, voi laukaista ensimmäisen EmDrive-mikrosatelliitin vuonna 2017.

Ne ovat vain fotoneja, suomalaiset sanovat.

Muutama kuukausi ennen NASAn tulosten julkaisemista vertaisarvioitu AIP Advances -lehti julkaisi artikkelin kiistanalaisesta EmDrive-moottorista. Sen kirjoittajat, fysiikan professori Arto Annila Helsingin yliopistosta, tohtori Erkki Kolehmainen Jyväskylän yliopistosta orgaanisesta kemiasta ja fyysikko Patrick Grahn Comsolista väittävät, että EmDrive saa työntövoimaa johtuen fotonien vapautumisesta suljetusta kammiosta.

Professori Annila on tunnettu luonnonvoimien tutkija. Hän on kirjoittanut lähes XNUMX artikkelia, jotka on julkaistu arvostetuissa aikakauslehdissä. Hänen teoriansa ovat löytäneet sovelluksia pimeän energian ja pimeän aineen, evoluution, talouden ja neurotieteen tutkimuksessa. Annila on kategorinen: EmDrive on kuin mikä tahansa moottori. Ottaa polttoainetta ja luo työntövoimaa.

Polttoainepuolella kaikki on yksinkertaista ja selvää kaikille - mikroaallot lähetetään moottoriin. Ongelmana on, että siitä ei näy mitään, joten ihmiset ajattelevat, että moottori ei toimi. Joten kuinka siitä voi tulla jotain huomaamatonta? Fotonit pomppivat edestakaisin kammiossa. Jotkut niistä kulkevat samaan suuntaan ja samalla nopeudella, mutta niiden vaihe on siirtynyt 180 astetta. Siksi, jos he matkustavat tässä kokoonpanossa, ne kumoavat toistensa sähkömagneettiset kentät. Se on kuin vesiaallot, jotka liikkuvat yhdessä, kun yksi on poissa toisesta niin, että ne kumoavat toisensa. Vesi ei katoa, se on edelleen olemassa. Samoin vauhtia kuljettavat fotonit eivät katoa, vaikka ne eivät näkyisikään valona. Ja jos aalloilla ei enää ole sähkömagneettisia ominaisuuksia, koska ne on eliminoitu, ne eivät heijastu kammion seinistä eivätkä poistu siitä. Joten meillä on ajaa fotoniparien takia.

Suhteelliseen aika-avaruuteen upotettu vene

Tunnettu fyysikko James F. Woodward (10) katsoo toisaalta, että uudentyyppisen propulsiolaitteen toiminnan fyysinen perusta on ns. väijytys Maha. Woodward muotoili ei-paikallisen matemaattisen teorian, joka perustuu Machin periaatteeseen. Erityisesti hänen teoriansa on kuitenkin todennettavissa, koska se ennustaa fyysisiä vaikutuksia.

Woodward sanoo, että jos jonkin tietyn järjestelmän massa-energiatiheys muuttuu ajan myötä, kyseisen järjestelmän massa muuttuu määrällä, joka on verrannollinen kyseisen järjestelmän tiheyden muutoksen toiseen derivaatta.

Jos esimerkiksi 1 kg:n keraaminen kondensaattori ladataan kerran positiivisella, joskus negatiivisella jännitteellä, joka muuttuu 10 kHz:n taajuudella ja siirtää tehoa esimerkiksi 100 W - Woodwardin teoria ennustaa, että kondensaattorin massan tulisi muuttua ± 10 milligrammaa alkuperäisen massaarvon ympärillä 20 kHz:n taajuudella. Tämä ennuste on vahvistettu laboratoriossa ja siten Machin periaate on vahvistettu empiirisesti.

Ernst Mach uskoi, että keho ei liiku tasaisesti suhteessa absoluuttiseen tilaan, vaan suhteessa kaikkien muiden universumin kappaleiden massakeskipisteeseen. Kehon inertia on seurausta sen vuorovaikutuksesta muiden kappaleiden kanssa. Monien fyysikkojen mukaan Machin periaatteen täysi toteutuminen todistaisi aika-avaruuden geometrian täydellisen riippuvuuden aineen jakautumisesta maailmankaikkeudessa, ja sitä vastaava teoria olisi suhteellisen aika-avaruuden teoria.

Visuaalisesti tätä EmDrive-moottorin konseptia voidaan verrata meressä soutumiseen. Ja tämä valtameri on maailmankaikkeus. Liike toimii enemmän tai vähemmän kuin airo, joka sukeltaa maailmankaikkeuden muodostavaan veteen ja hylkii itsensä siitä. Ja mielenkiintoisin asia tässä kaikessa on, että fysiikka on nyt sellaisessa tilassa, että sellaiset metaforat eivät vaikuta tieteiskirjallisuudesta ja runoudelta ollenkaan.

Ei vain EmDrive tai tulevaisuuden avaruusasemat

Vaikka Scheuer-moottori on antanut vain vähän lisäpotkua, sillä on jo suuri tulevaisuus avaruusmatkailussa, joka vie meidät Marsiin ja sen ulkopuolelle. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa toivo todella nopeasta ja tehokkaasta avaruusalusmoottorista. Tässä on lisää käsitteitä:

•  ydinvoimaa. Se koostuisi atomipommien ampumisesta ja niiden räjähdyksen voiman ohjaamisesta "tynnyrillä" kohti aluksen perää. Ydinräjähdykset luovat iskuvoiman, joka "työntää" alusta eteenpäin. Ei-räjähdysherkkä vaihtoehto olisi käyttää veteen liuotettua suolahalkeavaa materiaalia, kuten uraanibromidia. Tällaista polttoainetta varastoidaan säiliöriville, jotka on erotettu toisistaan ​​kestävällä materiaalilla, johon on lisätty booria, kestävä

  neutronin absorboija, joka estää niitä virtaamasta säiliöiden välillä. Kun käynnistämme moottorin, kaikkien säiliöiden materiaali yhdistyy, mikä aiheuttaa ketjureaktion, ja suolaliuos vedessä muuttuu plasmaksi, joka jättää rakettisuuttimen suojattuna plasman valtavalta lämpötilalta magneettikentällä, antaa jatkuvan työntövoiman. On arvioitu, että tämä menetelmä voi kiihdyttää rakettia jopa 6 m/s ja jopa enemmän. Tällä menetelmällä tarvitaan kuitenkin suuria määriä ydinpolttoainetta - tuhat tonnia painavalle alukselle tämä olisi jopa 10 XNUMX tonnia. tonnia uraania.

• Fuusiomoottori käyttää deuteriumia. Plasma, jonka lämpötila on noin 500 miljoonaa celsiusastetta ja joka antaa työntövoiman, on suunnittelijoille vakava ongelma, esimerkiksi pakosuuttimet. Kuitenkin nopeus, joka teoriassa voitaisiin saavuttaa tässä tapauksessa, on lähellä kymmenesosaa valon nopeudesta, ts. jopa 30 XNUMX. km/s. Tämä vaihtoehto on kuitenkin edelleen teknisesti mahdoton toteuttaa.
• Antimateriaa. Tämä outo asia on todella olemassa - CERNissä ja Fermilabissa onnistuimme keräämään noin biljoona antiprotonia tai yhden pikogrammin antimateriaa käyttämällä keräysrenkaita. Teoreettisesti antimateriaa voidaan varastoida ns. Penning-loukkuihin, joissa magneettikenttä estää sitä törmäämästä säiliön seiniin. Antiaineen tuhoaminen tavallisella

  aineen kanssa, esimerkiksi vedyn kanssa, antaa jättimäistä energiaa korkeaenergisesta plasmasta magneettiloukussa. Teoriassa aineen ja antiaineen tuhoamisenergialla toimiva ajoneuvo voisi kiihtyä 90 prosenttiin valon nopeudesta. Käytännössä antiaineen valmistaminen on kuitenkin erittäin vaikeaa ja kallista. Tietyn erän tuottaminen vaatii kymmenen miljoonaa kertaa enemmän energiaa kuin se pystyy myöhemmin tuottamaan.

• aurinkopurjeet. Tämä on useiden vuosien ajan tunnettu käyttökonsepti, joka odottaa ainakin alustavasti vielä toteutumistaan. Purjeet toimivat Einsteinin kuvaileman valosähköisen efektin avulla. Niiden pinnan on kuitenkin oltava erittäin suuri. Myös itse purjeen tulee olla hyvin ohut, jotta rakenne ei paina liikaa.
• Ajaa . Fantomistit sanovat, että riittää… vääntäminen, mikä itse asiassa lyhentää ajoneuvon ja määränpään välistä etäisyyttä ja lisää etäisyyttä sen takana. Siten matkustaja itse liikkuu vain vähän, mutta "kuplassa" hän voittaa valtavan etäisyyden. Niin fantastiselta kuin se kuulostaakin, NASAn tutkijat ovat tehneet kokeiluja melko vakavasti.

  fotoneihin kohdistuvilla tehosteilla. Vuonna 1994 fyysikko tohtori Miguel Alcubierre ehdotti tieteellistä teoriaa, joka kuvaa kuinka tällainen moottori voisi toimia. Itse asiassa se olisi jonkinlainen temppu - sen sijaan, että se liikkuisi valonnopeutta nopeammin, se muuttaisi itse aika-avaruutta. Valitettavasti älä luota saavasi levyä lähiaikoina. Yksi sen monista ongelmista on, että tällä tavalla kuljetettava alus tarvitsee negatiivista energiaa saadakseen voimansa. On totta, että teoreettinen fysiikka tuntee tämän tyyppisen energian – brittiläinen fyysikko Paul Dirac ehdotti ensimmäisen kerran teoreettista mallia tyhjiöstä negatiivisten energiahiukkasten loputtomana merenä vuonna 1930 selittämään ennustetun negatiivisen energiakvantin olemassaoloa. valtioita. relativististen elektronien Dirac-yhtälön mukaan.

  Klassisessa fysiikassa oletetaan, että luonnossa on vain positiivisen energian omaava ratkaisu, eikä negatiivisen energian ratkaisussa ole järkeä. Dirac-yhtälö kuitenkin olettaa, että on olemassa prosesseja, joissa negatiivinen ratkaisu voi syntyä "normaaleista" positiivisista hiukkasista, eikä sitä siksi voida jättää huomiotta. Ei kuitenkaan tiedetä, voidaanko negatiivista energiaa luoda käytettävissämme olevassa todellisuudessa.

  Aseman toteutuksessa on monia ongelmia. Viestintä näyttää olevan yksi tärkeimmistä. Esimerkiksi ei tiedetä, kuinka alus voisi kommunikoida ympäröivien aika-avaruusalueiden kanssa, liikkuen valonnopeutta nopeammin? Tämä estää myös taajuusmuuttajan kompastumisen tai käynnistymisen.