Экология потребления.Наука и техника: Говоря о разработанном Роджером Шойером двигателе на базе электромагнитных волн EmDrive, заявляют о победе не только над здравым смыслом, но и над известными законами физики.
Когда ученые научаться использовать вместо сжигаемого в двигателях топлива другие источники получения энергии, стремление человека покорять космические пространства из мечты станет реальностью, и одной из таких разработок может стать двигатель, изобретенный британским инженером Роджером Шойером, с помощью которого до Марса можно будет добраться всего лишь за 110 дней.
Говоря о разработанном Роджером Шойером двигателе на базе электромагнитных волн EmDrive, заявляют о победе не только над здравым смыслом, но и над известными законами физики. Стоит отметить, что многие ученые-физики в настоящее время вообще не готовы рассматривать этот двигатель, поскольку теоретическая база отсутствует полностью. Впрочем, отсутствие теоретической базы не мешает ему работать, причем весьма успешно.
По словам ученых, как минимум неортодоксальной части ученого мира, человеческие знания о Вселенной ничтожно малы, и не исключен вариант, что когда-нибудь современные учебники физики придется переписывать. Например, двигатель на базе электромагнитных волн EmDrive, о котором раньше говорили как о невозможном, уже стал реальностью, и в июле прошлого года его работоспособность была подтверждена специалистами NASA. Осенью 2015 года работоспособность данного двигателя подтвердил профессор Дрезденского университета Мартин Таджмар, ученый, за которым в научных кругах прочно закрепилась репутация развенчателя мифов.
Шойер длительное время работал на предприятиях военно-промышленного комплекса своей страны, а также принимал участие в проектах ЕКА, в том числе и в работе над созданием системы глобальной навигации Galileo. Идея создания двигателя на электромагнитных волнах возникла у британского инженера еще в 90-х годах прошлого столетия, а уже в 2001 году специально для разработки такого двигателя им была основана компания Satellite Propulsion Research.
Первые публикации Шойера, посвященные двигателю на электромагнитных волнах, вызвали весьма серьезный скепсис, поскольку инженером предлагался двигатель, работа которого противоречила одному из основополагающих законов физики – закону сохранения импульса. Как минимум работа двигателя противоречит данному закону в том виде, в котором он сформулирован в настоящее время. Шойер обосновал, что существование конструкции, создающей тягу без реактивного выброса, путем отражения от стенок специальной вакуумной камеры электромагнитного излучения, является реальностью. Отметим, что как раз отсутствие реактивной тяги и является причиной нестыковки EmDrive и законов современной физики.
Британец продолжал упорно стоять на своем и потратил на эксперименты со своим изобретением более 10 лет. В результате он сумел не только создать рабочий прототип, но и привлечь к своему проекту, называемому скептиками "электромагнитным ведром" (из-за определенного геометрического сходства с данным предметом), внимание специалистов NASA.
В позапрошлом году учеными была начата масштабная проверка работоспособности как гипотезы, выдвинутой британским инженером, так и прототипа созданного им двигателя. В итоге вынесенный ими вердикт оказался положительным – двигатель действительно работает, хотя пока создаваемая им тяга весьма незначительна – всего лишь 0,4 ньютона на киловатт. Тем не менее правота Шойера, доказанная учеными, так и не примирила изобретение инженера с законами современной физики.
Гарольд Уайт, американский физик, возглавлявший проведенные NASA тестовые эксперименты, объяснил, что изобретение британца, по сути, является вечным двигателем. Разработанная Шойером силовая установка создает весьма мощное электромагнитное поле, и частицы этого поля отражаются от стенок вакуумной камеры. Скорость движения электромагнитных волн околосветовая, и поэтому они находятся с отражающей их камерой не в одной, а как бы в разных системах отсчета. Уайт произвел соответствующие расчеты, согласно которым космический корабль, оснащенный такой силовой установкой, способен добраться до Марса за 110 суток – значительно быстрее, чем нынешние космические аппараты, причем ему не нужны огромные запасы топлива.
Напомним, что ранее физики-теоретики утверждали, что реализовать данный феномен на практике вполне реально, однако до британца сделать этого никому так и не удавалось, и разработка Шойера стала первым реальным изобретением, достигшим такого эффекта.
Более прямо высказался по поводу принципа работы нового двигателя Мартин Таджмар – по его словам, в настоящее время природа наблюдаемой в разработке британского инженера тяги пока неясна. При этом он подчеркнул, что EmDrive не обязательно нарушает законы современной физики, ведь тяга без наличия обратного импульса может быть результатом тех законов, которые сегодня неизвестны научному миру. В частности, это могут быть неизвестные в настоящее время свойства электромагнитных волн в вакууме, поскольку как раз наличие вакуума является обязательным условием для того, чтобы изобретенный Шойером двигатель работал. опубликовано econet.ru
econet.ru
Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.
Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.
Камера для проведения эксперимента и ее схема
Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.
Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.
Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.
Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.
Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.
В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.
Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.
Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.
labuda.blog
Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.
Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.
Камера для проведения эксперимента и ее схема
Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.
Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.
Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.
В качестве таких факторов может выступать магнитное поле Земли, отмечают исследователи. Физики добавляют, что все участвующие в эксперименте приборы были экранированы, а также использовались коаксиальные кабели везде, где только можно, однако поле все равно могло проникнуть внутрь установки через места их соединений. Конечно, оно должно было сильно ослабиться, однако величина измеренной тяги так мала, что ее вполне можно списать на этот эффект. В самом деле, напряженность магнитного поля Земли примерно равна 50 микротесла, а сила тока, питающего усилитель, достигала двух ампер. Используя закон Ампера, легко рассчитать, что в таких условиях тягу около двух микроньютон может создать участок провода длиной всего два сантиметра. Для устранения этой силы следует экранировать усилитель и камеру одновременно, увеличивая размер металлической клетки Фарадея. Авторы статьи подчеркивают, что во всех предыдущих измерениях тяги EmDrive такое экранирование не производилось, а потому их результаты следует тщательно перепроверить.
Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.
Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.
В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.
Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.
Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.
Интересные материалы:
Витязь: новый аргумент российского спецназа (2 фото + видео) Как делают бронестекло (2 фото + видео)nlo-mir.ru
Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.
Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.
Камера для проведения эксперимента и ее схема
Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.
Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.
Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.
В качестве таких факторов может выступать магнитное поле Земли, отмечают исследователи. Физики добавляют, что все участвующие в эксперименте приборы были экранированы, а также использовались коаксиальные кабели везде, где только можно, однако поле все равно могло проникнуть внутрь установки через места их соединений. Конечно, оно должно было сильно ослабиться, однако величина измеренной тяги так мала, что ее вполне можно списать на этот эффект. В самом деле, напряженность магнитного поля Земли примерно равна 50 микротесла, а сила тока, питающего усилитель, достигала двух ампер. Используя закон Ампера, легко рассчитать, что в таких условиях тягу около двух микроньютон может создать участок провода длиной всего два сантиметра. Для устранения этой силы следует экранировать усилитель и камеру одновременно, увеличивая размер металлической клетки Фарадея. Авторы статьи подчеркивают, что во всех предыдущих измерениях тяги EmDrive такое экранирование не производилось, а потому их результаты следует тщательно перепроверить.
Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.
Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.
В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.
Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.
Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.
Май 24, 2018Геннадий
zhizninauka.info
Что из себя представляет EmDrive? По сути - обычный СВЧ резонатор в формеусеченного конуса определенной формы и обыкновенный магнетрон. И всё.Магнетрон закачивает в резонатор энергию, и резонатор развивает усилие внаправлении меньшего диаметра. Весьма небольшое, надо сказать, усилие. Авот за счет чего оно возникает - пока приемлемых с точки зрениясовременной физики объяснений нет.
Основной элемент EmDrive - резонатор.
Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 годуспециально для разработки этого электромагнитного двигателя собственнойконструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принималучастие в космических проектах, включая разработку европейской системыглобальной навигации "Галилео".
Придуманный им двигатель на первыйвзгляд нарушает закон сохранения импульса - он, по мнению автора,создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенокотражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса.Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойеране сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимовыбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – системазакрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО,EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.
Роджер Шойер и его прототип EmDrive.
Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособностизаявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений отинженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё большеподтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает.После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА - агентство с достаточно хорошей репутацией.
Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, ипо их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателямподтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пустьи небольшую, 30-50 мкН) тягу: "Данные по тяге у модели TM212 придавлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов попрямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что системавыдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0.1мН/кВт".
За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, которыйпредставил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, чтоускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются вквантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионныхдвигателях - только в данном случае рабочее тело извлекается из "самойткани пространства-времени", что позволяет не тащить его с собой.
Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. "Всё это уже былопроделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченныхбумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем уНАСА", - сказал он.
Проверка в NASA
Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным ипосчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочныхэффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались датьобъяснение наблюдаемому эффекту.
В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch] в своей работепредлагает использовать для этого такой экзотический эффект, какизлучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется срезультатами.
После NASA инженеры не успокоились - заисследование взялись немцы из Дрезденского технологическогоуниверситета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессорМартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории всетесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, какчестно указывает учёный, "природа наблюдаемой тяги пока не ясна".
Как говорится в презентации: "Мы пронаблюдали тягу, совпадающую спредсказанными значениями, устранив при этом очень много возможныхисточников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. Наследующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитнуюизоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные моделидвигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронногоуправления, которое позволит настраивать устройство для поискаоптимального режима работы".
В мае 2015 года румынский инженерсобрал EmDrive самостоятельно и провёл независимое исследование работыэтого "ведра с магнетроном", в результате чего также получилподтверждение работоспособности и выложил видео с записью экспериментана широкое обсуждение.
Захватывающая в своей странности ситуация с"невозможным" двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получиларазвитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительныерезультаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками иустранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат впрошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигательпродолжает выдавать тягу.
На форуме в октябре 2015 года НАСА инженерПол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день.Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительнуюэлектромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившуювлияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможноевлияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствованозаземление крутильного маятника, и проведены другие работы надулучшением тестовой установки.Тем не менее, при мощности в 80 Вт вустановке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН - как выразилсяМарч, наблюдаются "аномальные признаки тяги".
В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании "рабочей" версиимикроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить врамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканалCCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.
Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDriveпрошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогдаподробностей также не сообщалось.
По одной из версий, новый аппарат для проверки выглядит примерно так:
Интерес к устройству постоянно усиливается. Если на первых порах никто непринимал Шойера всерьёз, в частности, из-за отсутствия у негоопубликованных научных работ, то сейчас у него есть и научные работы(после снятия запрета на распространение информации Шойер выложил 4работы), и подтверждения работоспособности его детища. Конструкцияаппарата гораздо проще, чем, например, те же ионные двигатели, инаходится ближе к возможности создания "у себя в гараже".На тему EmDrive существует уже неплохо наполненная википедия (на английском языке).
Если представить на минуту, что таким двигателем получится оснаститьреальный межпланетный аппарат, это откроет интересные возможности дляизучения Солнечной системы. Тот же полёт к Плутону, который у NewHorions занял 9 с половиною лет, по предварительным расчетам может бытьосуществлён с двигателем типа EmDrive за 18 месяцев. И это только сучётом той тяги, которая была получена в лаборатории на сегодняшнийдень. Секрет в том, что такой двигатель сможет постоянно ускоряться, ане просто лететь по баллистической траектории.
p-i-f.livejournal.com
Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.
Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.
Камера для проведения эксперимента и ее схема.
Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.
Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.
Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.
В качестве таких факторов может выступать магнитное поле Земли, отмечают исследователи. Физики добавляют, что все участвующие в эксперименте приборы были экранированы, а также использовались коаксиальные кабели везде, где только можно, однако поле все равно могло проникнуть внутрь установки через места их соединений. Конечно, оно должно было сильно ослабиться, однако величина измеренной тяги так мала, что ее вполне можно списать на этот эффект. В самом деле, напряженность магнитного поля Земли примерно равна 50 микротесла, а сила тока, питающего усилитель, достигала двух ампер. Используя закон Ампера, легко рассчитать, что в таких условиях тягу около двух микроньютон может создать участок провода длиной всего два сантиметра. Для устранения этой силы следует экранировать усилитель и камеру одновременно, увеличивая размер металлической клетки Фарадея. Авторы статьи подчеркивают, что во всех предыдущих измерениях тяги EmDrive такое экранирование не производилось, а потому их результаты следует тщательно перепроверить.
Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.
Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.
В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.
Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.
Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.
Николай Хижняк
salik.biz
Журналист Александр Березин рассуждает, какая реальная физика может стоять за фантастическим проектом “невозможного” двигателя EmDrive и почему она может быть связана с историей Вселенной до Большого взрыва.
По информации Американского института аэронавтики и астронавтики, издающего журнал Journal of Propulsion and Power, туда принята статья, посвящённая электромагнитным двигателям EmDrive. Больше того, она даже уже прошла учёных-рецензентов, и её опубликуют до конца этого года. Назовём вещи своими именами: эта новость звучит так же, как если бы институт объявил о том, что Земля таки налетела на небесную ось. Сам факт такой публикации является громким скандалом, и вот почему.
Законы физики беспощадны — чтобы что-то двигалось вперёд, оно должно что-то оттолкнуть назад. Мы отталкиваемся от почвы под ногами, космические корабли — за отсутствием “небесной тверди” — отбрасывают назад топливо. Из-за этого путешествие к Луне пока требует сотен тонн топлива на человека. При таком раскладе про полёты к более дальним телам даже думать страшно. Доставка одного корабля на Марс и обратно стоит, как мегаГЭС. Есть варианты с ядерным реактором, но и он по средствам разве что США, у которых таких технологий пока просто нет. У нас, например, они в куда лучшем виде. Но отсутствуют деньги на реальный полёт к Красной планете даже в таком дешёвом варианте. И до (пока гипотетического) полёта туда американцев они вряд ли появятся.
Понятно, что от такой безысходности с дальними космическими полётами некоторые начинают видеть цветные сны наяву. Одним из них был инженер Роджер Шойер. В 2003 году он взял медное ведро, вставил в него магнетрон из бытовой микроволновки и заявил, что создал двигатель, который даёт тягу, не отбрасывая назад вообще ничего. Объяснял он это поначалу тем, что ведро якобы удерживает в себе стоячую волну электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе. Волна, мол, и есть источник тяги. С физической точки зрения это бессмыслица. Попробуйте залезть в надувной бассейн и получить тягу, двигающую бассейн, просто создавая в нём волну.
Физики-теоретики только смеялись над такими утверждениями. Однако физики-экспериментаторы решили выйти за пределы простого осмеивания и проверить утверждения Шойера на практике. И тут начались неприятности. Тяга действительно создавалась, и никакие попытки экспериментаторов найти источники ошибки в измерениях не давали результатов. Апофеозом в этом плане стала работа Мартина Таджмара (Martin Tajmar), главы немецкого Института аэрокосмического инжиниринга при Техническом университете в Дрездене. В мире экспериментальной физики этот человек известен как профессиональный “разрушитель легенд”, скрупулёзной постановкой и перепроверкой эксперимента способный найти чуть ли не любую ошибку.
Когда у него не получилось, забеспокоились даже физики-теоретики. Беспокойство они выразили довольно своеобразно: “EmDrive — полное …” (Шон Кэролл из Калифорнийского технологического). Кое-кто пересилил себя и всё же высказал то же мнение мягче: “Из-за отсутствия теоретического объяснения нарушения закона сохранения импульса рецензенты в журналах не примут такой работы”, — настаивал Эрик Дэвис из Института продвинутых исследований в Остине (США).
В этом плане то, что работа людей из NASA, посвящённая их испытаниям EmDrive, прошла этап рецензирования в приличном журнале, звучит революционно. Этого бы не случилось, если бы в работе были обнаруживаемые “на бумаге” ошибки. Очевидно, доказательства работоспособности устройства были настолько серьёзны, что даже уважение к закону сохранения импульса не позволило “зарезать” работу. Так что же, закон пора хоронить? Скажем прямо: вряд ли.
Пока общепринятых приемлемых с научной точки зрения объяснений работы “невозможного двигателя” нет. В NASA в ответ на вопрос, почему это работает, начинают рассказывать весьма сомнительные вещи. Например, про то, что двигатель “отталкивается” от виртуальных частиц. Да, современная физика считает, что в вакууме постоянно возникают и исчезают виртуальные частицы. Частицы появляются и исчезают так быстро, что их не зарегистрировать. Однако хорошо известный эффект Казимира показывает, что они могут дать реальное притяжение двух близких пластин в пустоте. Одно плохо — к “ведру Шоейра” всё это никак не относится. Виртуальные частицы не имеют чётко заданного места в пространстве, и вкупе с другими факторами это не даёт от них “оттолкнуться”.
Однако совсем недавно появилось и ещё одно объяснение работы “невозможного двигателя”. Выдвинул его Николай Горькавый из Гринвичского института (США), уже известный нам по крайне экзотической гипотезе о возникновении Вселенной. Как мы помним, физик предположил, что в прошлом цикле существования Вселенной та сжималась, пока в ней не слились все чёрные дыры. При каждом цикле слияния пара чёрных дыр теряет 5—15% массы, уходящей в гравитационные волны. Поэтому многократные слияния в “прошлой Вселенной” должны были превратить в волны почти всю её массу. Мироздание, из которого масса так трагически пропала, резко “обеднело” в плане гравитации. Из-за такой “антигравитации” сжатие сменилось расширением — так и возникла наша Вселенная.
По гипотезе Горькавого, лишь часть энергии тех реликтовых гравиволн ушла на образование вещества нашей Вселенной, значительная часть всё ещё “бродит” где-то здесь. Не видим мы его лишь потому, что волны эти высокочастотные, а наши детекторы пока умеют регистрировать лишь низкочастотные гравитационные волны.
Ну, то есть “умели”. По Горькавому, “ведро Шойера” и есть первый случайно построенный детектор реликтовых гравиволн. В рамках его гипотезы уровень энергии реликтового излучения не ограничен “сверху” и может быть очень высок. Учёный полагает, что EmDrive нащупал фон высокочастотных гравиволн и черпает оттуда энергию для своей тяги. Тогда он работает как антенна, которая за счёт резонанса становится чувствительной к колебаниям от реликтовых гравиволн гигагерцовых частот. В таком случае “невозможный двигатель” не закрытая система со “стоячей волной”, а открытая, “отталкивающаяся” от волн целого моря гравиволн.
Это не значит, что он даст фантастическую тягу: на то, чтобы ввести медный конус в резонанс, также уходит энергия. Да и оптимизировать толком устройство пока никто не пытался (как отладить непонятное?). Но из-за использования внешних волн он действительно не нуждается в выбросе топлива. Если это так, то перспективы подобного двигателя при всей его слабости огромны. По расчётам, земной зонд к Плутону достиг бы этой планеты с EmDrive на борту за 18 месяцев, а не за много лет. Сегодня земной космонавтике путешествия на миллиарды километров за месяцы не могут даже присниться.
Пока это единственное объяснение работы EmDrive, не подвергшееся серьёзной теоретической критике. Впрочем, всё ещё может быть впереди — ведь сама гипотеза Горькавого лишь начинает толком обсуждаться в научном сообществе. К счастью, похоже, что есть способ проверить, права она или нет в случае “невозможного двигателя”. EmDrive хотят испытать в космосе, на борту небольшого спутника. Такие испытания невозможно будет поставить под сомнение. На Земле регистрацию тяги всегда можно списать на ошибку эксперимента. Но в космосе аппарат либо отклоняется от своей базовой траектории (из точки А в точку Б), либо “стоит” на ней. Если случится первое, взаимодействие с реликтовыми гравиволнами из “прошлой Вселенной” может оказаться не таким уж и экзотическим объяснением “невозможной тяги”.
Загрузка…
Источник: planetatain.ru
moodysgartner.net
