Содержание
Инженер NASA рассказал об идее двигателя, который позволит «обойти законы физики» и разогнаться до 99% скорости света
Наука
Дамир Камалетдинов
Даже если это сработает, скорость разгона будет очень медленной.
Инженер NASA Дэвид Бёрнс (David Burns) рассказал о новой концепции ракетного двигателя, который позволит разогнаться практически до скорости света без топлива. Он назвал его «спиральным двигателем» и утверждает, что устройство «сможет обойти законы физики». Об этом Бёрнс рассказал сайту The New Scientist.
По его словам, двигатель сможет самостоятельно разогнаться до 99% скорости света при наличии достаточного времени и энергии. Согласно документу Бёрнса на сайте NASA, устройство использует лазейку в специальной теории относительности для обхода ограничений законов физики.
Для этого инженер предложил задействовать ускоритель частиц, который будет постоянно разгонять ионы до околосветовой скорости, а потом замедлять их.
По его задумке, в этом случае двигатель будет создавать тягу.
Как отметили на The New Scientist, концепция не противоречит законам физики. Согласно специальной теории относительности, масса частиц увеличивается по мере приближения к скорости света.
Однако даже если идея сработает на практике, для её реализации потребуется конструкция 200-метровой длины и 12-метрового диаметра. Двигателю также нужен мощный источник энергии: для создания одного ньютона тяги — силы, равноценной набору текста на клавиатуре — потребуется 165 мегаватт.
Из-за этого для работы ему нужна среда без трения или вакуум. Двигатель также не сможет быстро разогнаться до заметных скоростей — на это потребуются годы, если не десятки лет.
Изобретатели не в первый раз предлагают двигатели без топлива, но им никогда не удавалось подтвердить свои идеи на практике. В 1970-х американский изобретатель Роберт Кук придумал двигатель, который преобразовывал центробежную силу в линейное движение.
После этого британский изобретатель Роджер Шойер заявил, что создал электромагнитный двигатель, который создаёт тягу за счёт микроволн.
Оба концепта так и не смогли доказать, что они работают, а в научном сообществе это считают невозможным из-за закона сохранения импульса.
По словам проводившего испытания EM Drive Мартина Тажмара (Martin Tajmar) из Дрезденского технического университета, «спиральный двигатель» столкнётся с той же проблемой, что и предшественники.
Все инерционные системы ускорения, насколько мне известно, никогда не работали в среде без трения. Эта машина [Бёрнса] в отличие от других использует особую теорию относительности, что усложняет ситуацию, но к сожалению всегда существует принцип «действие-противодействие».
Мартин Тажмар
Бёрнс разработал концепцию в свободное время в качестве хобби и без поддержки NASA. Исследователь и сам не уверен, что идея сработает на практике, но считает, что она заслуживает того, чтобы это проверить.
Я знаю, что рискую оказаться там же, где и EM drive и двигателем холодного синтеза. Но вы должны быть готовы опозориться.
Очень сложно изобрести что-то новое и по-настоящему работающее.
Дэвид Бёрнс
Очень сложно изобрести что-то новое и по-настоящему работающее.#космос #наука #nasa #двигатели #новости
NASA подтвердило работоспособность электромагнитного двигателя без топлива, противоречащего законам физики
Есть одна негативная особенность, которая свойственна большинству летательных аппаратов и самоходных машин – масса используемого их двигателем топлива зачастую равноценна массе приводимого в движение объекта. Она существенно увеличивает эксплуатационные расходы и ограничивает спектр применения машин данного типа. Это также сложная задача, которую человечеству нужно преодолеть, прежде чем начинать разговоры о межзвездных полетах и миссиях по колонизации космоса, для выполнения которых требуются такие объемы топлива, которые не может перевозить ни один современный космический корабль.
Один из рассматриваемых в настоящее время способов доставки космических кораблей будущего к местам назначения в глубинах космоса предусматривает использование двигателя, принцип работы которого не согласуется с основоположными законами физики.
Этот двигатель для создания тяги использует микроволновое излучение.
Курс
Розробка на Java
Опануйте популярну мову програмування Java у зручний для вас час, та заробляйте від $1000 на початку кар’єри
РЕЄСТРУЙТЕСЯ!
Примечательно также то, что особенности конструкции такого двигателя не предусматривают возможность выхода этого излучения за пределы вакуумного контейнера. Таким образом, он способен создавать тягу без выброса вещества.
Автором идеи разработки столь необычного двигателя является британский ученый Роджер Шоуэр. Он создал первый прототип такого двигателя, получившего название EmDrive, несколько лет назад. Несмотря на то, что в Китайской академии наук первые испытания изделия (на изображении выше) прошли уже достаточно давно, остальная часть мира до недавнего времени не придавала этой необычной разработке внимания, пока в космическом агентстве NASA не подтвердили его работоспособность, предоставив результаты собственного исследования.
В отчете NASA сказано, что «устройство создает силу, которую нельзя отнести ни к одному классическому электромагнитному явлению».
Разработанный для экспериментов NASA прототип электромагнитного двигателя получил название Cannae Drive. Он был создан американским ученым Гвидо Феттой. В работе двигатель использует колебания микроволн внутри вакуумного контейнера и метод, который противоречит закону сохранения импульса. В частности, используя «передачу реактивного импульса через виртуальную плазму квантового вакуума» двигатель способен создавать тягу без выброса вещества.
Независимую экспертизу NASA проводило в вакуумной камере, которая обычно используется для определения тяги ионных двигателей. Впрочем, в отчете сказано, что в первых тестах вакуума в камере не было, двигатель работал при атмосферном давлении. В ходе испытаний сотрудники NASA зафиксировали примерно 30-50 микро-ньютонов тяги, что в тысячу раз слабее результата китайских специалистов.
Для работы Cannae Drive нужно только электричество, которое могут обеспечить солнечные батареи или ядерный реактор.
Если специалисты NASA в будущем масштабируют основанный на таком эффекте двигатель под размеры космических кораблей и других космических аппаратов будущего, он может найти достаточно широкое применение в космической индустрии, начиная от околоземных спутников в научно-исследовательских миссиях и заканчивая межпланетными и межзвездными перелетами. Исчерпание запасов топлива зачастую является основной причиной сворачивания очередной космической миссии и решение этой проблемы является существенным шагом вперед.
Знаменует ли этот отчет NASA и само изделие, которое напоминает атрибут из очередного научно-фантастического фильма, революцию в космической индустрии и технологии перелетов в частности, покажет время.
Источник: Engadget и NASA
Cannae Drive, NASA, Исследования, Космические исследования, Космос, Наука, Физика
НАСА утверждает «невозможный двигатель», который бросает вызов законам физики
Инженеры космического агентства произвели небольшое количество тяги с помощью микроволнового двигателя.
Инженеры НАСА представили доказательства, осторожно подтверждающие успешные испытания «невозможного» микроволнового двигателя, который, кажется, бросает вызов законам физики.
В документе, опубликованном экспериментальной лабораторией Eagleworks Laboratories агентства, инженеры НАСА подтвердили, что они создали небольшое количество тяги от двигателя без топлива. Кажется, это противоречит закону сохранения импульса; закон физики, который гласит, что каждое действие должно иметь равное и противоположное противодействие.
Двигатель, разработанный американским ученым Гвидо Феттой и известный как «Двигатель Канна», использует электричество для генерации микроволн, направляя их внутри специально разработанного контейнера, который теоретически создает разницу в радиационном давлении и создает направленную тягу.
Отчет « Аномальная тяга, создаваемая испытательным устройством РЧ, измеренная на торсионном маятнике с малой тягой, », кажется, подтверждает теорию, а первоначальные испытания двигателя дали скромные, но многообещающие результаты.
НАСА сообщило: «Примерно 30-50 микроньютонов тяги было зарегистрировано в испытательном образце с электрическим двигателем, состоящим в основном из резонатора радиочастотного диапазона, возбуждаемого на частоте примерно 935 мегагерц».
Эти результаты составляют менее одной тысячной от тяги, полученной в ходе испытаний китайских инженеров, которые в прошлом году испытали аналогичный двигатель, известный как EmDrive, который развивает тягу в 720 микроньютонов. Однако Запад в значительной степени проигнорировал это испытание.
EmDrive был первоначально разработан британским ученым Роджером Шойером, чья работа в этой области получила как большую поддержку, так и критику из-за того, что технология, по-видимому, игнорирует законы физики.
Таким образом, НАСА в настоящее время по-прежнему с осторожностью относится к положительным результатам, полученным Cannae Drive, и предложило лишь ограниченное объяснение возможной физики: «Результаты испытаний показывают, что конструкция двигателя с резонансным электрическая двигательная установка создает силу, не связанную с каким-либо классическим электромагнитным явлением, и, следовательно, потенциально демонстрирует взаимодействие с виртуальной плазмой квантового вакуума».
В настоящее время привод требует ручного управления микроволновым излучением для достижения наилучших результатов, но команда Cannae сообщила, что автоматический контроллер находится в стадии разработки и может использоваться в масштабируемой системе.
Многие скептики осудили эти утверждения, в том числе физик из Калифорнийского технологического института Шон Кэррол, который написал в Твиттере: «Передача движущего импульса через квантовую вакуумную виртуальную плазму» — это бессмысленная техническая болтовня на уровне ниже уровня «Звездного пути».
В то время как критики хотят дальнейших испытаний двигателя Cannae Drive, новость о том, что НАСА серьезно относится к этой экспериментальной технологии, вызвала переполох в научном сообществе.
НАСА подтвердило, что будущие планы испытаний будут включать «независимую проверку и проверку на других испытательных площадках».
- Аэрокосмическая промышленность
Изогнутый космический робот бросает вызов известным законам физики
Робот, созданный в Технологическом институте Джорджии (Georgia Tech), совершил немыслимое и нарушил незыблемый закон движения, предполагая, что необходимо определить новые законы.
Такие новые принципы могут найти применение в новых формах передвижения без топлива.
Все мы видели веселый фарс, в котором невольные персонажи наступают на банановую кожуру, комично приземляясь на крупу. Может показаться, что это не так, но шутка основана на том факте, что человеческое передвижение, как и любое передвижение, основано на третьем законе движения Ньютона.
Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Итак, когда человек делает шаг, мы отталкиваемся от Земли, а Земля отталкивает нас, толкая вперед. Но это работает только благодаря трению. Без трения (или с минимальным трением, например, когда на земле лежит склизкая банановая кожура) нет толчка — мы просто скользим прямо по земле и не можем двигаться вперед, бесцеремонно падая обратно на Землю.
То же самое относится ко всем видам передвижения. Ракеты, например, выбрасывают огромное количество вещества на высокой скорости, чтобы оттолкнуться в противоположном направлении.
Животные в море и воздухе отталкиваются от воды и атмосферы соответственно. Всегда есть толчок к движению.
Но робот Технологического института Джорджии избежал этой потребности в толчке, чтобы изменить импульс. Это достигается за счет использования искривленного пространства.
Видите ли, обычно мы думаем о пространстве в терминах так называемых декартовых координат — x -, y — и z -оси трехмерного координатного пространства, которым мы все пользовались в старшей школе. Все эти оси выступают из «исходной точки» под прямым углом друг к другу и продолжаются до бесконечности прямыми линиями.
Но пространство можно представить и изогнутым, а не просто скучным и плоским.
Результаты исследования Технологического института Джорджии опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Команда утверждает, что их результаты бросают вызов требованию ньютоновской динамики, «что неподвижный объект не может двигаться, не обмениваясь импульсом с окружающей средой».
Ограниченный сферической поверхностью в высоко изолированной системе, этот робот испытывал преобладающие эффекты не от окружающей среды, а от кривизны самого пространства.
Получайте новости о научных новостях прямо на свой почтовый ящик.
Робот, как показано на видео ниже, вращается и покачивается, меняя форму при этом. Но одни только эти эффекты в нормальном плоском пространстве не заставят его двигаться в каком-либо определенном направлении.
«Мы позволили нашему изменяющему форму объекту двигаться в простейшем искривленном пространстве, сфере, чтобы систематически изучать движение в искривленном пространстве», — говорит ведущий исследователь Зеб Роклин, доцент физического факультета Технологического института Джорджии. «Мы узнали, что предсказанный эффект, который был настолько нелогичным, что некоторые физики отвергли его, действительно имел место: по мере того как робот менял свою форму, он двигался вперед вокруг сферы так, что это нельзя было объяснить взаимодействием с окружающей средой».
Чтобы добиться преобладания эффектов, вызванных искривлением пространства робота, физикам пришлось максимально изолировать систему от внешних сил. Только тогда команда могла обеспечить минимальное взаимодействие или обмен импульсами с окружающей средой.
Изогнутое пространство было создано путем размещения набора двигателей на изогнутых дорожках. Затем гусеницы были прикреплены к вращающемуся валу, чтобы создать сферическое пространство.
Трение было уменьшено с помощью воздушных подшипников и втулок – низкотемпературных и малозагрязняющих альтернатив шарикоподшипникам. Гравитация была уменьшена за счет выравнивания вращающегося вала с гравитацией Земли.
Робот ощущал лишь незначительные силы из-за трения и гравитации, но было замечено, что эти два эффекта сочетаются с искривлением самого пространства, создавая странную динамику со свойствами, которые не могли быть созданы ни трением, ни гравитацией сами по себе . Таким образом, команда продемонстрировала не только то, как можно реализовать искривленное пространство, но и то, как оно коренным образом бросает вызов базовым концепциям, приписываемым законам плоского пространства.
Роклин надеется, что используемые методы позволят проводить дальнейшие экспериментальные исследования искривленного пространства.
Хотя наблюдаемые эффекты из-за искривления пространства невелики, исследователи полагают, что все более точная робототехника увидит, что эти эффекты, вызванные искривлением, найдут практическое применение. Подобно тому, как незначительные изменения частоты света из-за гравитации стали решающими для GPS-навигации, команда ожидает, что их результаты и будущие открытия в области динамики искривленного пространства будут применимы в инженерии.
Принципы использования кривизны пространства для передвижения могут в конечном счете оказаться полезными при кругосветном путешествии по сильно искривленному пространству вокруг черных дыр. «Это исследование также связано с исследованием «Невозможный двигатель», — говорит Роклин. «Его создатель утверждал, что он может двигаться вперед без какого-либо топлива. Этот двигатель действительно был невозможен, но поскольку пространство-время очень слабо искривлено, устройство действительно могло двигаться вперед без каких-либо внешних сил или выброса топлива — новое открытие».