EmDrive – это гипотетическая двигательная установка для космических аппаратов, принцип действия которой противоречит фундаментальным законам физики. Однако ученый из Великобритании попытался объяснить её действие. «Футурист» разбирался, каковы шансы получить двигатель, не требующий топлива.
Новые споры по поводу теоретической двигательной установки для космических аппаратов были вызваны теорией, которую представил профессор из Великобритании Майк МакКаллок, предложивший связь необъяснимо возникающей тяги и эффекта Урну – теплового излучения ускоряющихся тел.
Профессор Плимутского университета в Англии Майк МакКаллок (Mike McCulloch) представил теорию, которая сможет объяснить способ работы EmDrive – спорной двигательной установки для космических аппаратов.
Для начала попытаемся объяснить суть феномена в нескольких словах: EmDrive может стать именно тем двигателем, который позволит нам исследовать космическое пространство намного более эффективно, чем мы можем себе представить.
Теоретически, он работает благодаря генерации микроволн – от энергии их колебаний образуется тяга, которая и становится движущей энергией. Однако процесс сложнее, чем просто переход одного вида энергии в другой. Во время движения устройства суммарный импульс только увеличивается. Несмотря на немыслимость подобного с точки зрения законов сохранения импульса, несколько групп исследователей по всему миру провели собственные тесты EmDrive и все-таки смогли наблюдать образование тяги, хоть и в минимальном количестве.
Увы, мы не знаем, откуда именно берется этот увеличивающийся импульс, и критики теории вполне логично заявляют, что подобные предположения – нарушение законов фундаментальной физики, которые управляют нашей Вселенной, а также, что образуемая энергия может быть ложным следствием других эффектов.
Новая теория основывается на идеях инерции и того, как двигаются объекты под воздействием очень малых ускорений. Теория связана с эффектом Унру, предполагающим что ускоряющийся объект наблюдает тепловое излучение вокруг себя. Согласно теории МакКаллока, инерция – это давление радиации Унру на ускоряющееся тело.
«При крайне малых ускорениях длины волн излучения Унру увеличиваются настолько, что бывают уже не в состоянии ограничиться наблюдаемой Вселенной. Когда это происходит, инерция может принять только определенное значение длины волны, и потому переходит с одного значения на другое,» – говорят в Массачусетском технологическом институте (MIT).
Таким образом, инерция фотонов в EmDrive должна измениться по мере того, как они прыгают взад-вперед. Поэтому это приводит к образованию тяги для сохранения импульса.
Астрофизик Технологического института Рочестера Брайан Коберлейн (Brian Koberlein) подытожил, что фактически эффект Унру означает, что ускоряющийся объект должен наблюдать тепловой фон за счет квантовых колебаний этого фона.
«Расчет эффекта Унру прост и не вызывает споров. Излучение Унру – это идея, что обнаружение этого теплового фона может вызвать излучение реальных частиц. Другими словами, вы можете создать реальное излучение «из вакуума». Таким образом, они утверждают, что излучение Унру реально и является причиной эффекта EM».
Конечно, нельзя с уверенностью говорить о верности данного решения – многие пытались объяснить эффект EmDrive, однако никто не смог предоставить исчерпывающий ответ. Хотя теория Мак Каллокак опирается на относительно давние теоретические идеи, он применяет их в довольно нетрадиционном ключе.
Коберлейн добавляет:
«Самая главная проблема – это то, что до сих пор все результаты, полученные в ходе опытов, настолько малы, что причиной им может стать множество факторов. Хотя они пока не были обнаружены».
futurist.ru
Мечта о звёздах постоянно откладывается. Химия — стараниями Цандера, Королёва, Малины, фон Брауна — выведшая нас за атмосферу и к другим планетам, увы, на большее не способна. Чтобы добраться даже до ближайшей к нам Проксиме Центавра — нищего красного карлика! — потребуются время и объём топлива не просто фантастические, а делающие экспедицию бессмысленной. Иных же технологий, могущих составить конкуренцию химическому двигателю, пока не существует. Или, если быть точным, не существовало до прошлой недели, когда не кто иной, как NASA, опубликовало отчёт, задокументировавший опыты с уникальным ракетным двигателем, способным привести человека к звёздам… без топлива. Беда с этим двигателем одна: подавляющим большинством физиков он признаётся антинаучным.
Вообразите обычную «микроволновку» необычной конструкции: вместо привычного «кирпича», пусть она будет выполнена в форме рупора. Экранирующую сетку со стенок сдирать не надо, за пределы такой «печки», как и прежде, микроволновое излучение просачиваться не должно. Теперь включим питание и отправим устройство за пределы атмосферы и земного тяготения. Что произойдёт?
Забегая вперёд: это EmDrive конструкции Роджера Шаера. В NASA испытывали не его, но принцип действия тот же.Классическая физика утверждает, что для создания движения необходимо от чего-нибудь оттолкнуться, а уж что это будет — дело десятое: может быть ноги и земля, может быть винт и вода или атмосфера, может быть атомы сгоревшего или ионизированного газа (ионный двигатель, пусть маломощный, уже в космонавтике применяется, вспомните Deep Space 1). Так что с описанным нами устройством не случится ровным счётом ничего: раз периметр устройства ничто не покидало, суммарный его импульс останется нулевым (см. Закон сохранения импульса).
Однако, некоторые исследователи с этим не согласны. Они уверены, что за счёт возникающей внутри нашей «печки» «квантовой несбалансированности» возникнет тяга. Энергия для такого движка, естественно, по-прежнему нужна, это не вечный двигатель, но её можно получить от солнечных батарей (пока до ближайшей звезды недалеко), либо атомного реактора на борту. Зато топливо — в смысле расходное вещество, которое нужно выбрасывать за борт для создания движения — не понадобится. Отсюда и выгоды. Мало того, что максимальная скорость ограничена только скоростью света, мало того, что мощность импульса можно наращивать бесконечно, так ещё и тащить с собой бесполезные тонны рабочего вещества (потребные только затем, чтобы выбросить их потом через дюзы!) не надо — а значит, оно не кончится, а значит, ускорение пойдёт быстрей.
NASA не автор идеи «электромагнитного движка». Её «отцом» считается британский инженер Роджер Шаер, который конструирует прототипы не первый год и даже как-то выбил на свой EmDrive государственный грант (помогло, вероятно, то, что он не настаивает, что законы физики ошибочны, он утверждает, что в чём-то ошибаются сами физики). Глядя на него, при поддержке государства ведут аналогичные эксперименты китайские исследователи. И те и другие зафиксировали в своих опытах тягу в доли грамма, а китайцы вот-вот собирались проводить генеральную проверку на орбите. На этом история обрывалась год назад (см. «Провал как топливо успеха»), а за прошедшее время к работе подключились американцы. Некто Гвидо Фетта, изобретатель из США, тоже болеющий темой ЭМ-драйва, убедил NASA испытать свои аппараты. И вот результат.
Это Cannae Drive конструкции Гвидо Фетты. Именно его испытывали в NASA.28 июля на официальном подсайте NASA был опубликован, а парой дней позже на конференции по реактивному движению озвучен, отчёт группы сотрудников NASA под названием «Аномальная тяга от радиоволнового тестового устройства, измеренная на чувствительном маятнике». В полном объёме, к сожалению, он доступен только за деньги (распространённая проблема в наши дни…), но конспект есть на упомянутом сайте, а пробелы восполнили западные научные журналисты, читавшие или слышавшие отчёт целиком. Суть: подвесив «микроволновку» на чувствительные весы и включив её, испытатели зафиксировали берущуюся неизвестно откуда тягу — правда, слабее, чем в британских или китайских опытах, но всё-таки заметную. Видимо, чтобы не быть уволенными сразу, авторы отчёта обошли вниманием причину возникновения тяги (на этот счёт высказаны уже минимум две теории, обе так или иначе связаны с квантовой механикой), сосредоточившись на описании самого двигателя и процесса измерений. И случилось всё это ровно прошлым летом, а сейчас, наконец, результаты опыта обнародованы.
Если вы уже слышали про отчёт NASA, то, конечно, знаете, в чём там подвох. Американцы «взвешивали» «печку» не только во включённом состоянии, но и выключенную (они назвали такую «нулевым устройством»). Для чего? Для чистоты опыта, конечно: если вдруг и в таком эксперименте появится тяга, будет понятно, что причина кроется вовсе не в «неизвестных физических свойствах закрытой камеры с микроволновым излучением». И в самом деле, даже выключенный ЭМ-двигатель показал некоторую тягу. И многие журналисты поспешили объявить это свидетельством неработоспособности ЭМ-драйва: мол, как и ожидалось, электромагнитный двигатель никакого импульса не создаёт, всё дело в погрешностях. Но журналисты ошиблись.
Тот факт, что даже выключенный ЭМ-драйв отклонял стрелку весов, говорит лишь, что в процедуре измерений были учтены не все факторы. Вероятно, на весы влияет магнитное поле, возникающее в силовых кабелях, питающих установку — что сотрудники NASA и выяснили, тогда как китайцы и Шаер, возможно, заметить не смогли. Но эти помехи не перекрывают главного результата, без всяких двусмысленностей завершающего отчёт. Цитирую: «устройство … создаёт силу … которую нельзя приписать никакому из известных электромагнитных явлений». Точка.
Проксима Центавра. 4,2 световых года от Земли. 270 тысяч расстояний от Земли до Солнца. Фото: ESA/Hubble.Можно не верить Шаеру. Можно не доверять китайцам. Но NASA — не самоучка, не любитель, не мастер клонирования чужих решений. Уж там-то понимают, как и что можно и нужно измерять. Ошибка, конечно, не исключена и здесь. В конце концов то же NASA совсем недавно изучало антигравитацию. Но теперь, наконец, идею ЭМ-двигателя перепроверят другие авторитетные исследователи (к чему авторы отчёта и призывают, параллельно собираясь заняться этим самостоятельно) и, вероятно, поставят опыты в космосе. Ведь главный аргумент противников такого движка (не считая противоречия с физикой) состоит во взаимодействии с подвесом: в настоящей невесомости, мол, никакой тяги не будет.
Так с чем мы столкнулись? С заблуждением, ошибкой? Возможно. Но третье по счёту подтверждение и авторитет испытателей даёт право предположить не ошибку, а — дыру в понимании физики. И — прорыв в исследованиях космического пространства. Нет, конечно, такой двигатель можно будет применить и для постройки летающих автомобилей, но те, в конце концов, могут быть построены и другими способами.
А вот в космосе ЭМ-движок незаменим. Станет проще и дешевле корректировать орбиты спутников и орбитальных станций. Полёты даже внутри Солнечной системы станут намного быстрей: на тот же Марс можно будет добраться за несколько недель. И наконец-то мы полетим к звёздам. С приемлемыми перегрузками на разгон и торможение дорога, вероятно, займёт годы. Но хорошо уже то, что такими расчётами можно заняться всерьёз.
P.S. (дополнено 8.08.2014) Всплыли подробности опытов — и всё оказалось даже интересней. «Нулевым устройством» в NASA обозвали не выключенную, как считалось ранее, а экспериментальную модификацию ЭМ-драйва — с особой структурой стенок. Так что тяга в опыте с «нулевым устройством» показывает только, что учёные до сих пор не понимают, что именно тягу вызывает. Но кроме того, в отдельном опыте они заменяли ЭМ-драйв обычным резистором — и вот там-то тяги не возникало.
www.computerra.ru
Фото из открытых источников Китайцы собрали рабочий прототип двигательной установки EmDrive, предложенной инженером Роджером Шойером. Гипотетическая установка Шойера, как считается, представляет собой нечто вроде вечного двигателя.
Ниже на странице прикреплен видеоролик о двигателе EmDrive, показанный китайским тв-каналом CCTV-2.
Пользователи социальных сетей встретили видео с некоторым скепсисом — эксперты говорят, что в целом пропагандистский тон материала может свидетельствовать о фальсификации.
Китайские ученые уже давно заинтересовались установкой EmDrive — нынешний прототип, оказывается, уже не первый. В прошлом году ученые из КНР испытали тестовый вариант EmDrive при помощи орбитальной лаборатории Tiangong-2. Чем закончилось испытание, при этом, не сообщалось.
EmDrive — это двигатель, в основе которого магнетрон и резонатор. Теория радиационного давления, которая объясняет генерируемую двигателем тягу, все еще является крайне недоработанной, поэтому ученые не совсем понимают, как работает EmDrive и работает ли он вообще.
В целом, EmDrive — это технология слишком уж завтрашнего дня. Авторитетные физики, соответственно, рекомендуют не вскрывать эту тему.
Главное за сутки
Избирком Турции объявил о победе Эрдогана на выборах Президент Турции Реджеп Тайип Эрдоган набрал на президентских выборах абсолютное большинство голосов. Об этом заявил в понедельник глава Высшей избирательной комиссии (ЦИК) Сади Гювен, передает ТАСС. Гювен также заявил, что… 
Литва предложила Европе создать силы "быстрого киберреагирования" В рамках постоянного структурированного сотрудничества, которое существует между Литвой и Европейским союзом, было предложено создание сил быстрого реагирования, способных отвечать на кибератаки. Соответствующее предложение озвучил сегодня Раймундас Кароблис, начальник военного… 
Читайте также
Ученые узнали, кто строил храмы Андрея Боголюбского Раскопки, которые археологи проводили в церкви Рождества Богородицы, расположенной в Боголюбово (Владимирская область), позволили установить происхождение строителей древнего храмового комплекса. Сведения, добытые сотрудниками Института археологии Российской академии наук, а также… Видео
ЧМ-2018: Россия Египет. Самые важные моменты
Опрос
Анекдот дня
Похоже, скоро на АЗС, чтобы скрыть подорожание, начнут писать цену за 0,95 или 0,9 литра бензина.
Еще »planet-today.ru
Москва, 12 сентября 2017, 12:35 — REGNUM Рабочий образец двигателя EmDrive, который, как утверждает телеканал CCTV-2, создали китайские ученые, не нарушает законов физики. Работает ли он на самом деле, покажут испытания в космосе, которые пообещали осуществить разработчики.
В видеоролике показывается процесс работы двигателя, а также его внешний вид. По утверждениям разработчиков, прототип нового двигателя был успешно испытан в космической лаборатории «Тяньгун-2» в декабре 2016 года.
Двигатель EmDrive — это аппарат из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, аккумулирующего энергию их колебаний. Это позволяет преобразовывать излучение в тягу, для тяги, таким образом, не нужно топлива.
Сообщение китайского телеканала вызвало диаметрально противоположные отзывы ученых и обозревателей. Мнения можно разделить на два основных потока, один из которых издевательски скептичен, а другой восторженно оптимистичен, комментирует военный эксперт ИА REGNUM Сергей Кузьмичев.
Первая версия гласит, что несоответствие открытия законам физики свидетельствует о том, что произошла элементарная ошибка в ходе эксперимента. Вторая версия призывает признать открытие и ждать скорого прорыва в дальний космос.
Действительно, очень тяжело поверить в способность «ведра» с СВЧ-излучателем быстро и дешево покорять космическое пространство. Ещё тяжелее верить в это, опираясь на известные законы теоретической физики.
Однако, с другой стороны, можно вспомнить, что изрядная доля технических изобретений была сделана людьми в то время, когда о законах физики никто не имел ни малейшего понятия. Если некий эффект установлен, но он не соответствует известным законам физики, не означает ли это, что не все законы физики известны?
EmDrive, фактически являющийся микроволновкой в форме усечённого конуса («ведра»), на узком конце которого установлен СВЧ-излучатель, при включении на стенде демонстрирует тягу в 1,2 миллиньютона тяги на киловатт приложенной энергии. Однако очевидно двигатель не отталкивается.
Тем не менее невозможно отрицать, что тяга как таковая — есть. Также никто не отрицает, что в теории эта тяга должна быть в сотни раз меньше. Это противоречит закону сохранения импульса и пока необъяснимо с точки зрения теоретической физики. Проще говоря, никто не может объяснить, почему это работает, но никто и не отрицает, что это работает.
Есть версия, что «ведро» EmDrive «просто» входит в резонанс с гравитационными волнами, чьё существование уже ни у кого не вызывает сомнений, но чья природа, мягко говоря, не до конца изучена. Тяга, создаваемая «ведром», очень незначительна и, на первый взгляд, способна лишь двигать песчинку в вакууме. Однако главное не в этом, а в том, что такой двигатель не нуждается в огромных запасах топлива, на транспортировку которого израсходует большую часть создаваемой тяги.
По мнению научного обозревателя телеканала «Культура» Александра Галкина, данный двигатель подходит только для маневрирования в космосе, а не как маршевые, так как имеет недостаточную мощность. Он добавил, что в 2015 году так и не смогли доказать или опровергнуть действие двигателя.
Никакой технической информации о двигателе или выкладок в ролике не приводится. Ранее в 2001 году американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер заявил, что разработал двигатель, которому не нужно топливо, а затем вышла статья сотрудников лаборатории Иглворкс в Центре космических полетов НАСА имени Джонсона, которые заявили, что разработка действительно может двигаться.
По словам специалистов NASA, расчётная тяга двигателя в вакууме составляет 1,2 миллиньютона, благодаря этому установка смогла бы долететь до края Солнечной системы всего за несколько месяцев.
Специалистам NASA ответил чешский физик Любош Мотль. Именно он стал говорить об ошибках в отчете и о том, что авторы статьи воспользовались связями с НАСА для придания достоверности. Мотль отметил, что если авторы этой статьи действительно зафиксировали какую-то тягу, то она в данном случае не имеет никакого отношения к поведению элементарных частиц.
Поясняется, что 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 свидетельствует о том, что экспериментаторы допустили ошибку при вычислениях, или о наличии каких-то неучтенных ими сил, которые породили эту тягу, например, нагрев от газа.
В любом случае пренебрежительно относиться к результатам эксперимента китайских ученых не стоит. Если их разработка успешна, все покажут испытания в космосе, заявленные разработчиками.
Читайте ранее в этом сюжете: Нарушающий законы физики: создан двигатель, работающий без топлива
Читайте развитие сюжета: В Китае испытали подлодку с двигателем на новых физических принципах
regnum.ru
Новый двигатель облегчит работу спутниковФото: кадр видео CNN
Доктор физико-математических наук, сотрудник Российской академии наук Георгий Малинецкий опроверг нарушение законов физики двигателем EmDrive для космической техники, который в ближайшее время начнут испытывать китайские ученые. «Этот двигатель не расходует рабочее тело, он имеет дело с полем, поэтому для него не нужно ракетное топливо везти на орбиту. В таком смысле это крайне заманчивая идея», — подчеркнул Малинецкий.
По мнению ученого, многие люди до сих пор думают, что работа двигателя связана со сгоранием и движением. Однако со времен XIX столетия многое изменилось, так как появилась квантовая механика и квантовая теория поля. Исследователи выяснили, что фотон имеет импульс и энергию. Действие нового китайского двигателя связано с превращением энергии электромагнитного поля в энергию движения, пишет «Национальная служба новостей».
Малинецкий заявил, что нарушений законов в работе нового двигателя нет. Здесь теперь все зависит от инженеров, которые могут в рамках использования квантовой механики воплотить это в реальных конструкциях. Особую ценность новый двигатель, по словам ученого, представляет для космонавтики.
Ранее «URA.RU» писало, что новый двигатель представляет собой металлический усеченный конус и магнетрон, создающий микроволны, энергию которых накапливает резонатор. При этом система не испытывает внешнего воздействия, используя для создания тяги электромагнитные поля. Финские физики предположили, что работает «невозможный двигатель» на основе инерции фотонов, возникающих из-за эффекта Унру, что позволяет избавиться от тяжеловесных контейнеров с топливом.
Отметим, что в России пока не были озвучены работы в данном направлении.
ura.news
Хроники дружбы Хроники дружбы В этом посте решил собрать все состоявшиеся и проходящие в настоящем времени френдомарафоны, дружба-сборы и иные акции…
Кто зарабатывает в Яндекс Дзене Кто зарабатывает в Яндекс Дзене Такой вопрос возник у меня после ознакомления с правилами этой фишки от Яндекса. Из разъяснений…
Наталья Ионова (Глюк’oZа): показала себя в сумрачном лесу в черном белье Наталья Ионова (Глюк’oZа): показала себя в сумрачном лесу в черном белье "Только бы клещ никуда не залез...", - высказали…
Анна Калашникова озорно смотрится в купальнике с бриллиантовым крестиком Анна Калашникова озорно смотрится в купальнике с бриллиантовым крестиком "Купальник просто бомба!!, "Локоны супер!",…
Мишель Левин: идеальное телосложение Мишель Левин: идеальное телосложение Мишель Левин - латиноамериканка с идеальным телосложением, бывшая модель Playboy, а ныне - звезда…
Ксения Собчак: любить ее за пороки Ксения Собчак: любить ее за пороки "Симпатичная бредятина...", - язвительно отреагировали некоторые на философские размышлизмы о любви…
Роза Сябитова: в 56 решила интимно побаловать молодого мужа Роза Сябитова: в 56 решила интимно побаловать молодого мужа "Роза хочет Волочкову переплюнуть по количеству тупости...", - так…
Анастасия Квитко: пышная грудь опустилась в район пупка Анастасия Квитко: пышная грудь опустилась в район пупка Фигура Анастасии Квитко кажется все более неестественной. Фанаты подозревают,…
Наталья Ионова в изысканном кружевном белье пленила закат Наталья Ионова в изысканном кружевном белье пленила закат "Как вы уже все заколебали со своими голыми жопами... озабоченные,…
bass7013.livejournal.com
В ноябре 2014 года мы уже писали большую статью про удивительный двигатель EmDrive — медное ведро, которое не требует никакого топлива и при этом каким-то образом вырабатывает энергию. Прошло 2,5 года, двигатель многократно испытали в различных лаборатория и… по-прежнему ничего не поняли. В общем, обновлённая информация о невозможном двигателе, который должен быть вечным. Если бы не законы физики.
Первую статью можно прочесть здесь.
В научном журнале Американского института аэронавтики и космонавтики вышла статья, посвященная странному и спорному устройству — двигателю EmDrive. По мнению ряда физиков, эта конструкция в принципе не может работать. Это нарушало бы фундаментальный закон природы, сохранение импульса. Другие пытаются найти разумное объяснение того, почему EmDrive все-таки работает, или хотя бы надежные доказательства его работоспособности. Их привлекает зыбкая, но грандиозная цель — двигатель, способный превращать электричество в тягу без топлива или реактивной струи. Или же — окончательное закрытие многолетнего спора.
Научная публикация может стать важным шагом в истории «невозможного» двигателя. Несмотря на наличие десятков экспериментальных проверок, их результаты не были опубликованы в рецензируемых журналах. Этому мешает отсутствие теоретических основ, объясняющих работу EmDrive. К тому же многие эксперименты нельзя назвать «чистыми» — есть множество факторов, которые могут создать видимость работы двигателя. О них мы еще поговорим, а начнем с других вопросов.
Это гипотетический двигатель, предложенный британским изобретателем Роджером Шойером. Питаясь электричеством, он (по утверждению Шойера и его не слишком многочисленных сторонников) создает слабую тягу без использования рабочего тела. На этот странный факт указывают и некоторые другие эксперименты. Однако вопиющее нарушение закона сохранения импульса заставляет с особой тщательностью подходить к таким заявлениям — и многие эксперты указывают на ошибки в постановке опытов, которые могли создать иллюзию слабой, но существующей тяги.
Устроен чудо-двигатель просто, собрать его может любой энтузиаст, осиливший управление паяльником. Он состоит из двух основных деталей: магнетрона и резонатора. Магнетрон — это вакуумная трубка, используемая для генерации излучения в обычной микроволновке. Она состоит из полого цилиндра-анода и центрального волоска-катода. Под действием напряжения с катода вылетают электроны и начинают двигаться по сложным траекториям внутри цилиндра, испуская микроволны. По волноводу они передаются от магнетрона в резонатор, похожий на медное ведро, закрытое крышкой. Как утверждает изобретатель двигателя Роджер Шойер, тут-то и начинается самое интересное.
По словам Шойера, главная фишка EmDrive — это форма резонатора. Изобретатель предполагает, что из-за разницы в диаметре передней и задней стенок (как у дна ведра и его крышки) на них действуют разные по величине силы, вызванные стоячей электромагнитной волной в резонаторе. Их равнодействующая и толкает двигатель вперед, создавая тягу, которая направлена в сторону «дна». Впоследствии, после нескольких спорящих с этой идеей сообщений, Шойер уточнил, что реальный механизм несколько сложнее и может быть связан с проявлением эффектов специальной теории относительности (СТО).
В самом деле, если взглянуть на первое объяснение механизма работы двигателя, то окажется, что оно напоминает историю барона Мюнхгаузена, вытащившего себя и коня из болота за волосы. EmDrive — замкнутая система, которая ничего не выбрасывает в окружающее пространство. Такой объект не может увеличивать свой импульс без внешних воздействий, как и Мюнхгаузен не мог увеличить свой, как бы сильно он ни тянул. Сторонники двигателя парируют эти аргументы тем, что можно допустить отталкивание резонатора от вакуумного состояния или же привлечь к объяснению СТО. Однако физики неоднократно отмечали грубость таких оценок или отсутствие в них физического смысла.
Но все-таки суть заявлений Шойера состояла не столько в теоретических описаниях, сколько в том, что он якобы зафиксировал реальную тягу от двигателя. На своем сайте исследователь указывает величину тяги примерно в 200−230 мН/кВт — больше, чем у ионных двигателей, которые толкают космические аппараты, выбрасывая ускоренные в электрическом поле заряженные частицы.
Решив, что объяснять эту тягу — дело теоретиков, несколько групп экспериментаторов проверили EmDrive в своих лабораториях. Такую работу проделали исследователи из китайского Северо-Западного политехнического университета и Технического университета Дрездена. Недавно к ним присоединились и авторы статьи, вышедшей в Journal of Propulsion and Power, исследователи из подразделения NASA Eagleworks, которые традиционно занимаются наиболее спорными и «футуристическими» проектами агентства.
Первые тесты дали вроде бы обнадеживающие результаты: на включенное устройство действовала некая сила. Однако ее значение оказалось намного меньше, чем предсказанная Шойером величина, причем чем аккуратнее был поставлен эксперимент, тем меньшая регистрировалась тяга. Но ведь дело в принципе: откуда она может вообще браться? Если не рассматривать путаных объяснений Шойера, то можно выделить несколько побочных процессов, которые теоретически могут обеспечить тягу. Это могут быть потоки воздуха, связанные с нагревом двигателя, или тепловое расширение самой экспериментальной установки. Слабую силу способно создавать отталкивание от зарядов, «оседающих» на стенах тестовой камеры, или взаимодействие EmDrive с магнитными полями проводов, или давление излучения, покидающего резонатор.
С потоками воздуха бороться проще всего — достаточно проводить испытания в вакууме. Такие тесты были проделаны учеными из Дрездена, которые обнаружили тягу на уровне всего 0,02−0,03 мН/кВт — на пределе погрешности измерений. Кроме того, физики отметили, что использовали резонатор (то самое медное «ведро») с невысокой добротностью. Излучение быстро покидало его, увеличивая шансы на вклад других побочных процессов. Сотрудники NASA Eagleworks получили немного бóльшие цифры — 1,2±0,1 мН/кВт. При этом они утверждают, что отследили все возможные источники побочных процессов.
Строго говоря, миллиньютон (мН) — это меньше, чем вес одной песчинки сахара. Но если говорить о реактивном полете в космосе, то даже тяга 1 мН, непрерывно действуя на протяжении нескольких лет, позволяет разогнать 100-килограммовый аппарат до приличных скоростей.
Можно подсчитать, что за десять лет такой зонд разгонится на 3 км/с и (с учетом стартовой второй космической скорости) преодолеет порядка 3,5 млрд км. Но если мы оценим тягу на уровне, который обещает Шойер (200 мН/кВт), то получим ускорение уже до 600 км/с и дистанцию в 660 астрономических единиц — расстояний от Солнца до Земли.
Так — слабо, но очень долго и экономно расходуя рабочее тело — действуют ионные и фотонные двигатели. Первые «выстреливают» в пространство заряженными ионами, разогнанными до десятков километров в секунду. Их тяга может достигать 60 мН/кВт, однако они требуют использовать рабочее тело — обычно запас инертного газа. К примеру, аппарат Dawn, который недавно завершил основную миссию по исследованию Цереры, был вынужден взять на борт 425 кг ксенона.
Фотонные двигатели обладают несравненно меньшей тягой, порядка нескольких микроньютонов на киловатт мощности лазерного излучения. Источником тяги в них выступает импульс фотонов, вылетающих в космическое пространство. Зато фотонные двигатели не требуют брать с собой ни топлива, ни рабочего тела.
Нельзя забывать о пассивных двигателях, не требующих ни электроэнергии, ни топлива для своей работы, — о солнечных парусах. Тяга, которую они развивают, определяется площадью паруса и расстоянием до Солнца. Около Земли 1 м² отражающего материала будет развивать тягу в 0,1 мН. Суммарная тяга японского экспериментального аппарата IKAROS с парусом в 200 м² достигала как раз 2 мН. Для понимания масштаба добавим, что тяга двигателей сверхтяжелой ракеты Saturn V, отправлявшей астронавтов на Луну, составляла 34 000 000 Н.
В самом конце 2016 года Китайская академия космических технологий (CAST) сообщила, что уже несколько лет проводит собственные исследования потенциальных возможностей EmDrive и его применения. По словам одного из руководителей CAST Чэня Юэ, организация провела собственные, «многолетние и многократно повторенные» эксперименты, подтвердившие наличие у EmDrive тяги. Использованный в Китае прототип создавал всего несколько миллиньютонов, но в ближайшее время будут разработаны новые конструкции, рассчитанные на 100 мН и больше. Возможно, они будут испытаны уже на орбите.
Публикация работы в рецензируемом научном журнале означает, что статья прошла проверку несколькими независимыми экспертами в соответствующей области. Эта процедура поддерживает достаточно высокий уровень статей, но даже она не позволяет избежать ошибок.
Можно вспомнить, как в 2014 году международная коллаборация BICEP опубликовала результаты своих многолетних исследований в одном из самых престижных научных журналов Physical Review Letters. Ученые утверждали, что обнаружили следы гравитационных волн при изучении реликтового излучения. Однако эта трактовка была неверной, и сенсационные результаты оказались влиянием галактической пыли.
Журнал, в котором команда Eagleworks опубликовала свою работу, может похвастаться в семь раз меньшим индексом цитирования, чем Physical Review Letters. Поэтому существует даже мнение о том, что процедура рецензирования в нем не столь строга и могла пропустить работу, несмотря на огрехи. Стоит отметить, что и само подразделение NASA Eagleworks — совсем небольшая лаборатория с финансированием на уровне $50 000 в год. Этого с трудом может хватить на выполнение высокоточного исследования и покупку нужного оборудования.
Если б стопроцентные доказательства работоспособности EmDrive существовали, они потребовали бы серьезной работы теоретиков. Но пока отсутствие объяснения — незыблемая скала, о которую разбиваются все доводы слишком больших энтузиастов «невозможного двигателя». Оно даже стало аргументом для отказа в публикации ранних статей в серьезных научных журналах.
Люди попроще любят замечать, что «работает и ладно, не обязательно же знать как». Однако такой подход может привести к неожиданным проблемам в долгосрочных космических миссиях. Например, если работа двигателя связана с магнитным полем, то он может непредсказуемо повести себя среди магнитных полей открытого космоса. Никому не нужно, чтоб аппарат потерял свой единственный источник тяги где-нибудь на полпути к Марсу или далеким объектам пояса Койпера. Так что к классическому требованию предъявить надежные доказательства обязательно должно прилагаться и требование объяснить все происходящее в двигателе — но пока создатели EmDrive не могут показать ни того, ни другого.
Интересно проследить, зачем профессиональные ученые работают с такими сомнительными проектами. С одной стороны, открытие реальной тяги в EmDrive может указать на принципиально новые эффекты и долгожданную «новую физику» за границами существующих моделей. С другой стороны, «закрыв» тягу невозможного двигателя, ученые смогут наконец разрешить давно надоевший всем спор. А по пути — создать новые сверхточные методы для исследования сверхмалых сил.
Источник
P.S.:
Двигатель EmDrive Кушелева А.Ю. без отброса реактивной массы
P.P.S.: Меж тем...
26 апреля 2016, РИА Новости
НАСА объявило о подписании контракта на 67 миллионов долларов США с компанией Aerojet Rocketdyne, в рамках которого калифорнийские ракетчики создадут новый вид ионных двигателей, способных доставить космический корабль к Марсу и к астероидам, сообщает Space.com.
"По сути, в сотрудничестве с Aerojet Rocketdyne мы создаем новую ходовую часть, которая позволит нам создать целый ряд новых платформ для изучения глубокого космоса", — заявил Брайан Смит (Brian Smith), глава директората космических полетов в Исследовательском центре НАСА имени Гленна (США).
Идея создания ионного двигателя далеко не нова — первые такие мысли появлялись у советских и американских конструкторов еще в 60 годах прошлого века. За последние два десятилетия было запущено сразу несколько космических аппаратов, оснащенных подобными двигателями — климатический спутник GOCE, зонды НАСА Deep Space 1 и Dawn, японская станция «Хаябуса» и ряд других аппаратов.
Все они обладают одними и теми же преимуществами и недостатками. В частности, ионные двигатели крайне экономичны, требуя крайне мало топлива и очень эффективны с точки зрения КПД и расходов электричества. С другой стороны, вырабатываемая ими сила тяги крайне мала из-за конструктивных особенностей таких двигателей, и разгон и торможение космического корабля идет крайне медленно, что делает их не самым идеальным средством для доставки людей к Марсу и другим планетам.
За последующие три года, как отмечает НАСА, инженеры Aerojet Rocketdyne должны создать прототип принципиально нового ионного ракетного двигателя, который должен обладать как минимум вдвое большей тягой, чем двигатели Dawn и других современных космических аппаратов с подобными ускорительными системами.
Подобный двигатель, по словам представителей агентства, может послужить базой для проекта ARM, в рамках которого НАСА попытается в ближайшие годы «поймать» и отбуксировать к Луне небольшой астероид, где его поверхность посетят астронавты. Реализация этого проекта намечена на 2020 или 2021 год, и в НАСА надеются, что двигатель Aerojet Rocketdyne будет готов к тому времени.
Кроме того, данное устройство может стать ключевым компонентом будущей миссии по полету на Марс — двигатели, создаваемые в Aerojet Rocketdyne, доставят на Марс припасы и компоненты базы для будущей экспедиции, что должно произойти во второй половине 2030 годов.
Источник
×cont.ws
