Некоторое время назад в сеть попали документы NASA с результатами тестирования электромагнитного двигателя EM Drive, принцип действия которого длительное время считался невозможным. Но теперь соответствующие документы были изучены экспертами, прошли экспертную оценку и опубликованы официально. Таким образом, подтвержден факт работоспособности «невозможного» двигателя.
Впервые идея электромагнитного двигателя была предложена британским изобретателем Роджером Шойер (Roger Shawyer) в 1999 году. Он предлагал отказаться от ракетного топлива и использовать высокочастотное электромагнитное излучение для создания тягового усилия. По его расчетам, EM Drive обладает столь высокой эффективностью, что сможет обеспечить перелет на Марс за 70 дней.
Но у предложенной системы имелся один существенный недостаток – она противоречила третьему закону Ньютона, который гласит, что каждому действию должно быть равное противодействие (Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению). Таким образом, чтобы система обеспечивала тяговое усилие, должна быть и равная противодействующая сила.
Но у EM Drive такой противодействующей силы нет.
Напомним, электромагнитный двигатель состоит из магнетрона и замкнутого резонатора конической формы. Магнетрон излучает потоки электромагнитного излучения в сторону широкого конца конуса. Физические или квантовые эффекты, возникающие при движении микроволновых лучей внутри конуса и в момент их поглощения металлом «днища» конуса создают силу тяги, противоположную направлению движения электромагнитных волн.
Предпринимались неоднократные попытки проверить работоспособность EM Drive, и они предоставляли противоречивые результаты. В прошлом году к соответствующим испытаниям приступила и команда инженеров из NASA Eagleworks Laboratory.
И теперь результаты этих исследований были официально опубликованы. Они представлены в открытом доступе на сайте Американского института аэронавтики и астронавтики, а в декабре будут опубликованы в печатном виде. Опубликованные документы подтверждают предыдущую утечку и свидетельствуют, что EM Drive принципиально возможен.
В условиях вакуума электромагнитный двигатель обеспечивает тяговое усилие, тягу силой 1,2 ± 0,1 мили Ньютона на киловатт мощности. Это значительно меньше показателей ионных двигателей Холла, которые выдают тягу на уровне 60 миллиньютон на киловатт мощности. Но при этом двигатели Холла требуют использования топлива, чего не требуется в случае применения EM Drive. В то же время, солнечные паруса, которые сейчас применяются в качестве двигателя, не требующего использования топлива, обеспечивают тяговое усилие на уровне 6,67 микроньютона на киловатт – на два порядка меньше, чем EM Drive.
При этом отмечается, что в рамках проводимых тестов команда пыталась лишь подтвердить работоспособность системы. Задача оптимизации показателей электромагнитного двигателя не ставилась. В дальнейшем предстоит проверить работу EM Drive в космосе, такие тесты могут быть проведены уже в ближайшие месяцы. При этом планируется запустить в космос электромагнитный двигатель, изготовленный в сентябре.
Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.
quibbll.com
Учёные и инженеры с 2001 года продолжают спорить о возможности существования электромагнитного двигателя EmDrive, который создаёт тягу в замкнутом контуре, без выхлопа. Такой двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса. С другой стороны, но десятки испытаний показывают де-факто его работоспособность вопреки ньютоновской физике. Согласно научным принципам, нельзя признать работоспособным двигатель, если нет общепризнанного объяснения его работы. Поэтому эксперименты продолжаются.
Со странным двигателем экспериментируют не только энтузиасты. Испытания проходят в НАСА. Работающий на непонятном принципе двигатель выдаёт тягу даже в вакууме, где исключена любая тепловая конвекция.
Испытательная установка EmDrive в лаборатории Космического центра им. Линдона Джонсона
Согласно принципу работы EmDrive, магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Физический принцип работы до конца не ясен.
Тем временем, сейчас в Сеть попал официальный отчёт НАСА об испытаниях двигателя (копия). Авторы отчёта — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона. Это центр НАСА по разработке пилотируемых космических кораблей неподалёку от Хьюстона.Два месяца назад на форуме NASA Spaceflight упоминалась данная научная работа под названием «Измерение импульсной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме». Ходили слухи, что она прошла независимую экспертизу и вскоре будет опубликована в Американском институте аэронавтики и астронавтики (AIAA). Авторами указаны Гарольд Уайт, Пол Марч, Джеймс Лоуренс, Джерри Вера, Андре Сильвестр, Дэвид Брэйди и Пол Бэйли [Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester, David Brady, Paul Bailey]. Все — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона.
Силовые линии поперечного магнитного потока (Transverse Magnetic 212 Mode) в полости, заполненной диэлектриком. Красные линии представляют электрическое поле, синии линии — магнитное поле. Иллюстрация из научной статьи «Измерение импульсной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме»
В статье указано, что двигатель EmDrive развил тягу с коэффициентом мощности 1,2±0,1 мН/кВт.
Двигатель действительно работает, и с такой тягой он и вправду может найти применение в космонавтике. Сравним результат EmDrive с двигателями других типов. Например, лучший двигатель на эффекте Холла выдаёт до 60 мН/кВт, то есть примерно в 50 раз больше, чем EmDrive. С другой стороны, солнечные паруса и фотонные двигатели — тоже силовые установки без топлива — генерируют тягу на два порядка ниже, чем EmDrive (3,37−6,67 микроньютонов на киловатт).
В НАСА для проверки двигателя в лабораторных условиях была сконструирована испытательная установка на базе торсионного маятника.
Упрощённая схема испытательной установки на основе торсионного маятника
Блок-схема испытательной установки
Опубликованный отчёт НАСА свидетельствует, что лабораторные испытания EmDrive завершены — и двигатель доказал свою работоспособность. Следующим шагом должны стать его испытания в космосе.
Космический аппарат с двигателем такого типа можно отправить на большое расстояние — это станет ещё более убедительным наглядным доказательством работы EmDrive.
Перед реальной эксплуатацией EmDrive инженерам предстоит поработать, чтобы повысить эффективность и тягу этого двигателя. По расчётам энтузиастов, если повысить мощность силовой установки EmDrive и снабдить её топливными ячейками с водородом и кислородом, то такой двигатель на МКС уменьшит количество грузовых миссий с топливом на станцию, уменьшит количество маневров для разгона МКС, что уменьшит нагрузку на опорные конструкции станции и продлит срок её эксплуатации.
Для обычного геостационарного спутника замена обычного двигателя и топлива переход на EmDrive означает снижение веса с 3 тонн до 1,3 тонны.
И самое интересное. По мнению инженера НАСА Пола Марча (Paul March), космический корабль с технологией EmDrive может превзойти технические характеристики концептуального корабля с первой версией варп-двигателя WarpStar-1 на корабле IXS Enterprise (IXS-110) из вселенной Star Trek.
Технические характеристики WarpStar-1
С этого концептуального исторического двигателя началось использование варп-технологии и освоение человечеством дальнего космоса.
IXS Enterprise (IXS-110) вылетает из доков
По оценкам инженера НАСА, такой корабль с EmDrive способен доставить шестерых пассажиров и багаж с Земли на Луну, а затем вернуться назад в четырёхчасовом интервале. Инженеры считают, что совершенствование силовой утановки EmDrive с ядерным топливом сократит время полёта к Марсу до 70 дней.
Не так давно мы рассказывали об “утечке” документов из недр американского Космического агентства НАСА, содержащих данные, указывающие на работоспособность нереактивного электромагнитного двигателя EmDrive.
Работа этого двигателя основана на принципах, которые нарушают один из основополагающих физических законов, закон сохранения импульса, эти двигатели производят механическую работу, не перемещая никаких масс материи. Исследования в данном направлении были начаты США, Китаем и некоторыми другими странами в 2010 году, и недавно представители китайских научных кругов объявили о том, что им удалось добиться серьезных успехов в данном направлении.
Доктор Чен Ю (Chen Yue), руководитель подразделения Коммерческих спутниковых технологий (Commercial Satellite Technology) китайской Академии космических технологий (China Academy of Space Technology, CAST) в выступлении 10 декабря 2016 года отметил, что китайские ученые ранее произвели успешные испытания технологии EmDrive на Земле, в лабораторных условиях.
В отличие от традиционных двигателей, которые выбрасывают в пространство струи материи, что создает реактивную тягу, двигатели EmDrive используют только электрическую энергию, которая используется для получения потока микроволнового излучения.
Это излучение направляется внутрь резонансной полости в виде усеченного конуса. Форма и размеры полости рассчитаны таким образом, что в ее недрах возникает электромагнитный резонанс, а переменное электромагнитное поле приобретает направленную зависимость (анизотропию).
И в данном случае анизотропное электромагнитное поле старается “отодвинуть” весь двигатель в сторону, противоположную большему основанию усеченного конуса.
Являясь достаточно сложным устройством, использующим электромагнитные волны, двигатели EmDrive могут обладать “уязвимостью” по отношению к неблагоприятным факторам космической “погоды”, к космическому излучению, перепадам температур и т.п.
Именно эта сторона данного вопроса исследуется сейчас на борту китайской космической станции.
Согласно информации, предоставленной Ли Фенгом (Li Feng), ведущим специалистом CAST, китайский вариант двигателя EmDrive обеспечивает импульс тяги, измеряемый единицами миллиньютонов.
Однако, для обеспечения удержания среднего спутника на стабильной орбите требуется тяга на уровне 0.1 – 1 Ньютона.
И китайские ученые уже планируют произвести усовершенствование конструкции их варианта двигателя EmDrive, введя в него элементы на основе явления сверхпроводимости и использовав другие технологии, которые позволят поднять эффективность двигателя в целом.
Взято с dailytechinfo.org
fotochki.com
