NASA подтверждает работоспособность «невозможного» волнового двигателя, не использующего реактивную массу — EmDrive / Хабр

Дисклеймер: данная статья написана неспециалистом в данной области. Коррективровки, замечания и развёрнутые комментарии всячески приветствуются.

Суть новости

30 июля на 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference — пятидесятой совместной конференции Американского Института Аэронавтики и Астронавтики, Американского Сообщества Инженеров-Механиков, Сообщества Автомобильных Инженеров и Американского Сообщества Инженерного Образования, посвященной двигательным системам, если кому интересно значение сокращений, представители лаборатории NASA предоставили отчёт, согласно которому EmDrive, двигатель, создающий тягу без выброса реактивной массы, работает.

Принцип работы

Очевидно, читатель, следуя примеру мирового научного сообщества, скептически выгибает бровь относительно предыдущей фразы. Потому тут же приведу описание принципа работы двигателя, представленное на сайте компании-изобретателя.

В самом общем виде устройство состоит из магнетрона и отражательной камеры специфической формы, создающей резонанс электромагнитной волны.

Принцип действия основывается на эффекте давления электромагнитного излучения: микроволновое излучение оказывает давление на отражатель. Благодаря форме отражательной камеры давление на большей стороне оказывается выше, чем на меньшей. Возникает логичное возражение, что, согласно ньютонианским законам, такое давление в закрытой системе приведёт лишь к нагрузке на материал камеры. Однако, по утверждению создателей, в данном случае необходимо применение Специальной Теории Относительности, согласно которой, из-за околосветовой скорости движения волны, отражательная камера и волна должны рассматриваться в разных системах отсчёта и, следовательно, комбинация отражатель+волна становятся открытой системой и создаёт тягу без использования реактивного выброса. Сила волны дополнительно увеличивается благодаря создаваемому резонансу. Интересующиеся конкретными формулами могут посмотреть их в приведённом выше источнике.

История

Первый экспериментальный образец: медного цвета отражательная камера, магнетрон и много водного охлаждения.

Первые новости о таком двигателе появились в 2000 году, когда британец Roger J. Shawyer основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd, занятую разработкой этого устройства. Несмотря на то, что рабочий прототип был изготовлен ещё в 2003 году (устройство создавало тягу в едва заметные, но достаточные для доказательства работоспособности концепции 16 mN), полноценные независимые исследования были начаты только в 2008 году — тогда китайская команда учёных провела теоретические расчёты и согласилась, что теория жизнеспособна. В 2010 году та же команда опубликовала работу, где вывела формулу расчёта тяги такого двигателя, а так же заявила, что в экспериментах была получена тяга в 720 mN (72 грамма). Однако, и их работа была встречена с большим скептицизмом.

Наконец, учёный из США, Guido Fetta, построил свою версию «безтопливного» двигателя, работающего на том же принципе, но использующего не форму отражателя камеры, а отражатели с разным коэффициентом отражения, и убедил NASA провести испытания.

Результаты испытаний лаборатории Eagleworks Laboratories были представлены 30 июля 2014г. Общий смысл отчёта можно сжать до «Мы не уверены, как это работает, но оно работает»: исследователи старались избегать размышлений о физике работы двигателя и просто привели результаты испытаний. Выдержка из отчёта.

Для надежности испытаний сотрудники лаборатории провели сравнительные испытания «нулевого двигателя» — той же системы, настроенной с незначительными изменениями, предотвращающими появление тяги, а также испытывали рабочий образец в разных направлениях, чтобы исключить возможные ошибки, вызванные воздействием электромагнитного поля на измерительное оборудование.

Согласно отчёту NASA, удалось достичь тяги в 30-50 mN. Заметно меньше, чем ранее заявленный результат китайской команды, однако вполне достаточно для подтверждения функциональности такой системы. К сожалению, количество затраченной электроэнергии указано не было, так что оценить эффективность такого двигателя пока не выходит.

Источники информации: раз и два.

Возможное применение

Дальнейший текст является исключительно авторскими размышлениями

Думаю, любой энтузиаст космической техники сможет привести немало возможных ситуаций, где подобный электрический двигатель будет крайне полезен. В первую очередь — вывод спутников на высокую земную орбиту. Сейчас большая часть массы отправляемого на геостационарную орбиту аппарата состоит из топлива. С использованием EmDrive, аппарат может выйти на высокую орбиту, получая энергию от солнечных батарей или РИТЭГов.

Аналогичная система может использоваться и для исследования Солнечной системы — двигаясь с постоянным, хоть и небольшим ускорением, космический аппарат сможет покрывать межпланетные расстояния куда быстрее, чем используя современную систему «начального пинка» от химической ракеты и полёта по баллистической траектории.

Аналогичную систему предлагают ионные двигатели, но, во-первых, в них всё же используется рабочее тело, а значит, что его количество накладывает ограничения на общее количество тяги, которое может произвести двигатель, не говоря о том, что топливо имеет массу. Во-вторых, судя по увиденному, конструкция EmDrive куда проще и дешевле ионного двигателя: отражательная камера, магнетрон, источник энергии и система охлаждения — все эти части достаточно просты и давно испытаны.

Разумеется, пока что речь идёт лишь о крайне лёгких аппаратах — ещё неизвестно, возможно ли будет создать двигатель с тягой достаточной, чтобы его можно было установить на пилотируемый корабль или аппарат размером с межпланетный модуль Curiosity. Однако, если это всё же окажется возможным, единственным ограничением в межпланетных перелётах окажется энергия, а в отличие от топлива, добывать её в космосе мы уже умеем.

«Вопреки законам физики»: в Китае заявили о создании уникального двигателя

https://ria. ru/20170912/1503857806.html

«Вопреки законам физики»: в Китае заявили о создании уникального двигателя

«Вопреки законам физики»: в Китае заявили о создании уникального двигателя — РИА Новости, 12.09.2017

«Вопреки законам физики»: в Китае заявили о создании уникального двигателя

В Китае сообщили о создании рабочего образца двигателя EmDrive, действие которого нельзя объяснить в рамках законов сохранения, сообщает Daily Mail. Ученые… РИА Новости, 12.09.2017

2017-09-12T11:11

2017-09-12T11:11

2017-09-12T11:11

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1503857806.jpg?14164972831505203898

китай

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2017

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

китай

Наука, Китай

МОСКВА, 12 сен — РИА Новости. В Китае сообщили о создании рабочего образца двигателя EmDrive, действие которого нельзя объяснить в рамках законов сохранения, сообщает Daily Mail. Ученые считают, что благодаря силовой установке на базе такого двигателя, человечество могло бы добраться до края Солнечной системы за несколько месяцев.

Физики из МФТИ создают квантовый «вечный двигатель» второго рода

23 мая 2017, 13:18

В 2001 году американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер заявил о разработке двигателя, который, как тогда утверждалось, нарушает все известные законы физики.

Технические подробности EmDrive не приводятся, но известно, что устройство представляет собой особую коническую камеру-резонатор, к которой подключен мощный магнетрон — источник микроволнового излучения. При определенной геометрии этого конуса, такое устройство будет двигаться в сторону узкой его части с крайне малой, но силой, если внутри конуса будут «гулять» микроволны.

Подобное поведение EmDrive, как сразу заявили тогда физики, является невозможным с точки зрения законов физики — подобная манера движения, при которой не тратятся ни топливо, ни вырабатывается направленный пучок излучения, противоречит закону сохранению импульса. Эту проблему можно просто представить себе таким образом — если человек сядет в коробку и начнет толкать ее противоположные стенки, то он не будет двигаться вперед, а будет шататься на месте.

Китайские химики научились превращать воздух в бензин

2 мая 2017, 14:11

Ранее специалисты НАСА опубликовали научную работу, в которой утверждали, что двигатель действительно производит «постоянную» тягу, при этом ни топливо не тратится, ни направленный пучок излучения не вырабатывается.

Критика проекта

В прошлом году чешский физик Любош Мотль раскритиковал отчет сотрудников лаборатории Иглворкс в Центре космических полетов НАСА имени Джонсона, которые заявили, что изобретение действительно работает.

Он считает, что отчет содержит ошибки и что ее авторы воспользовались связями с НАСА для придания достоверности.

«Слово НАСА встречается в статье десять раз, и восемь этих раз оно упоминается в аффилиациях авторов статьи, семь из которых включает в себя словосочетания вроде «бульвар НАСА». Не стоит даже говорить о том, что повторение слова НАСА в данном случае является типичным трюком по увеличению престижа авторов, чем часто пользуются фрики от мира науки», — комментирует физик.

Как считает Мотль, публикация такой статьи в научном журнале — это удар по репутации науки в целом и опубликовавшего ее издания в частности.

В НАСА одобрили очередные «безумные» проекты по колонизации космоса

10 апреля 2017, 15:54

По его словам, если авторы этой статьи действительно зафиксировали какую-то тягу, то она в данном случае не имеет никакого отношения к поведению элементарных частиц, о роли которых в работе EmDrive пишут Гарольд Уайт, Пол Марш и другие сотрудники Лаборатории.

Как отмечает Мотль, вырабатываемая этим двигателем сила примерно в 360 раз больше, чем она должна быть, если бы в ее рождении были замешаны пары виртуальных частиц, постоянно появляющиеся и исчезающие в вакууме. Это говорит или о том, что экспериментаторы допустили ошибку при вычислениях, или о наличии каких-то неучтенных ими сил, которые породили эту тягу.

По мнению чешского ученого, источником такой тяги могли послужить обыденные вещи, вроде нагрева газа в одной из точек двигателя под действием микроволнового излучения, поляризация каких-то металлических деталей или объектов рядом с EmDrive, которые притянули маятник, измерявший силу тяги, и ряд других вещей, порожденных ошибками при ведении опытов.

«Невозможный» космический двигатель действительно может работать, предполагает исследование

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Двигатель EmDrive, предназначенный для создания тяги за счет отражения микроволн внутри конусообразной камеры.
(Изображение предоставлено SPR Ltd./www.emdrive.com)

Новое исследование предполагает, что экспериментальная силовая установка, которая, кажется, нарушает законы физики, на самом деле может работать.

Спорная и загадочная конструкция двигателя, известная как EmDrive, создавала небольшую тягу в лабораторных испытаниях, сообщили исследователи НАСА в исследовании, которое еще не опубликовано и не рецензировано, но недавно просочилось в Интернет.

EmDrive, разработанный британским исследователем Роджером Шойером более десяти лет назад, создает тягу за счет отражения микроволн внутри конусообразной камеры. Согласно третьему закону движения Ньютона — на каждое действие есть равная и противоположная реакция — это не должно работать, потому что из системы EmDrive не выбрасываются выхлопные газы. (Подумайте о ракетах, которые получают свою мощь, выбрасывая перегретые газы и другие материалы из сопел на высоких скоростях.) [Концепции движения сверхбыстрых космических кораблей (изображения)]

Но группа НАСА во главе с Гарольдом «Сонни» Уайтом из Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне измерила некоторую тягу. В частности, их вариант EmDrive производил около 1,2 миллиньютона силы на киловатт энергии. Это примерно в 100 раз больше тяги, чем у космических кораблей, движущихся по Солнцу, которые используют импульс фотонов, исходящих от Солнца, пишут Уайт и его коллеги.

Подобно солнечным парусам, EmDrive не требует топлива; космический корабль, оснащенный этой двигательной установкой, мог бы генерировать все необходимые ему микроволны с помощью солнечных батарей. Таким образом, EmDrive может сделать космические путешествия намного дешевле и быстрее, теоретически открывая небеса для большего исследования, говорят защитники.

Не слишком радуйтесь — до этого еще далеко, если вообще произойдет. По словам Уайта и его команды, новое исследование является всего лишь доказательством концепции, и необходимы дальнейшие испытания, чтобы окончательно исключить все возможные источники экспериментальной ошибки. (Например, вполне возможно, что воздух внутри системы EmDrive мог нагреться и расшириться, что привело к некоторому наблюдаемому эффекту, пишут исследователи.) Шойер сообщил о создании тяги с помощью своей версии, как и китайские исследователи, испытавшие свой вариант в 2012 году. А Уайт и его коллеги также сообщили о положительном результате еще в 2013 году.

Таким образом, этот, казалось бы, невозможный двигатель может на самом деле работать — возможно, каким-то образом используя энергию субатомных частиц, которые постоянно появляются и исчезают, предполагают Уайт и его команда. (У Шойера есть свое мнение о том, что происходит внутри EmDrive, и он не думает, что третий закон Ньютона вообще нарушается. Ознакомьтесь с его объяснением здесь: http://emdrive.com/faq.html.)

Оставайтесь настроено!

Вы можете прочитать просочившуюся статью онлайн здесь: https://drive.google.com/file/d/0B7kgKijo-p0ibm94VUY0TVktQlU/view

Подписывайтесь на Майка Уолла в Твиттере @michaeldwall и Google+ . Следуйте за нами @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Первоначально опубликовано на  Space.com .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Майкл Уолл — старший космический обозреватель Space.com  , присоединился к команде в 2010 году. В основном он освещает экзопланеты, космические полеты и военный космос, но, как известно, увлекается космическим искусством. Его книга о поисках инопланетной жизни «Out There» была опубликована 13 ноября 2018 года. Прежде чем стать научным писателем, Майкл работал герпетологом и биологом дикой природы. У него есть докторская степень. по эволюционной биологии Сиднейского университета, Австралия, степень бакалавра Аризонского университета и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз. Чтобы узнать, какой у него последний проект, вы можете подписаться на Майкла в Твиттере.

Электромагнитный привод нарушает законы физики, но это не мешает ему работать

IT Blogwatch

Ребекка Линке,

старший помощник редактора,

Компьютерный мир

|

О компании |

Ежедневный дайджест ИТ-новостей, собираемый каждое утро из блогов, форумов и новостных сайтов в Интернете. Мы выделяем ключевой комментарий и демистифицируем реальную историю.

Анализ новостей

Кому вообще нужны законы физики?

Не НАСА. По крайней мере, на это указывает новая рецензируемая статья. В статье обсуждается, каким был бестопливный ракетный двигатель, испытания которого сейчас показывают работу. Но как это работает? И что это значит для будущего космических путешествий?

В IT Blogwatch мы готовы к взлету.

Хотите знать, что это за новый тип ракетного двигателя? У Сары Каплан есть предыстория:

Ученые НАСА мечтают о новом… ракетном двигателе, который сможет доставить астронавтов на Марс за 70 дней без сжигания топлива. Так вот, в новой статье… говорят, что это действительно может сработать… В статье… тестировалась электромагнитная двигательная установка, или «ЭМ-привод».
…
Идея электромагнитного привода была впервые опубликована десять лет назад британским инженером Роджером Шойером. Он утверждал, что… тяга возникает из-за радиационного давления. Микроволны внутри полости создают дисбаланс излучения, который давит на стены и создает тягу.

Так почему же ЭМ-привод важен? Трент Мур объясняет:

Проще говоря, ЭМ-двигатель предназначен для создания тяги без необходимости в топливе… Если он будет работать в больших масштабах, он может революционизировать наш подход к космическим путешествиям. Вместо того, чтобы тратить большую часть своего веса на ракетное топливо, вы могли бы… установить ЭМ-двигатель и начать полет. Дозаправка не требуется.

Но как на самом деле работает? А разве это не должно быть невозможно? Натаниэль Шарпинг заполняет нас:

Привод работает, отражая микроволны внутри конусообразной камеры… создавая тягу, даже если устройство ничего не излучает. Это противоречит законам физики… которые утверждают, что каждое действие должно иметь равное и противоположное противодействие.
. ..
Чтобы проверить, создает ли ЭМ двигатель тягу… исследователи установили его на маятник, который качался, указывая на движение. Они протестировали устройство… и… их результаты показывают, что устройство выдает тягу в 1,2 миллиньютона — или достаточно, чтобы разогнать спутник весом один килограмм до одной мили в час в течение примерно шести минут — за каждые киловатт мощности, пропущенной через него … они также протестировали ЭМ-привод в условиях вакуума и сообщили, что он работает почти так же.

Является ли это окончательным доказательством того, что привод EM работает? Как объясняет Майк Уолл, не совсем так:

Новое исследование — всего лишь лабораторный тест… оно не доказывает, что ЭМ-привод определенно работает — например, команда не может исключить все источники экспериментальной ошибки — так что не позволяйте видения космических кораблей с электромагнитными двигателями заполняют вашу голову. Однако его публикация… предполагает, что эта технология может быть чем-то большим, чем научно-фантастическая мечта.

Что все это значит для космических путешествий? Должны ли мы начать собирать чемоданы для Марса? Не совсем так — Лулу Чанг следит за тем, чтобы мы не ставили телегу впереди лошади:

Команда НАСА отмечает… они просто пытались определить, действительно ли работает ЭМ-двигатель… с публикацией новой статьи ЭМ-двигатель… похоже, это… , настоящей науки.
…
Так что дальше с ЭМ-приводом? В ближайшие месяцы… он отправится в космос, и если он там сработает, тогда мы действительно поговорим.

И, к счастью, у нас есть по крайней мере один человек, желающий испытать ЭМ-двигатель в космосе. Ли предлагает свои услуги:

Если НАСА нужен летчик-испытатель, готовый рискнуть никогда не вернуться, я готов.

Связанный:

• Научная промышленность
• Новые технологии
• Технологическая промышленность
• Правительство

Ребекка Линке — старший помощник редактора журнала Computerworld, пишет о социальных сетях и персональных технологиях.