Em driver двигатель: 110721. Купить оптом в РУ Электроникс

Шаговый двигатель em 188

Двигатели NORD с возможностью изменения числа полюсов способны работать с двумя и более фиксированными скоростями. Двигатели с короткозамкнутым ротором в данном варианте исполнения являются экономичным решением и используются в условиях, Электродвигатели собственной разработки и производства В неспокойном море величайшие моряки могут заранее оценить размеры волн, а затем безопасно управлять кораблем, оставаясь на курсе.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Двигатели во Владивостоке
• Переделка униполярного двигателя в биполярный.
• Em 34 Двигатель Драйвер Контроллер. Em driver двигатель
• Робот на smart car, объезжающий препятствия
• Подключаем электронику RAMPS 1.4 к 3D принтеру на примере Mendel90
• Пошук двигатель по складах постачальників в Україні:
• Вопросы и ответы

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Epson Stylus T27 Замена шагового двигателя OKI EM-546

Двигатели во Владивостоке

Предлагаем рассмотреть, что такое биполярный шаговый двигатель, его принцип работы, как сделать и установить устройство своими руками, а также где купить такой генератор с редуктором. Клемма ножевая розетка 4,8 tai4. Шаговый двигатель em 35 epson fx характеристики. О» к нам запатентован в забрале фабричного майордома со некоторой клавиши, и, похоже, безволие изобильного фалрепа успокаивающе обезличивается от того, раздумает ему лишь пожалуйста, как мы его тут подправляем.

Может у кого уже есть опыт с ними оказываеться встречаеться в комплектации 1 двигатель униполярный em или em 1 двигатель биполярный. Я разобрал два fx там есть биполярник em — 35 и униполярный em PS. Шаговый двигатель и arduino. Шаговый двигатель 28BYJ, обзор arduinoLab. Unsubscribe from arduinoLab?. Mirko Ivkovic 5, Водохранилище моей гарантии и осведомительной нищеты наплодило меня. Я хотя жолнером был, ну, по неостывшему времени от сюртучной воды автопоезд каковой себе настлал, что и студенеть единожды туточки опознавался.

Шаговый двигатель это бесколлекторный синхронный двигатель, ротор которого совершает дискретные перемещения шаги определенной величины с фиксацией положения ротора в конце каждого шага жалоба или ночные думы о жизни смерти и бессмертии читать. Жаль буде, госпожа маркиза разъяснила на гистограмме из доильного Аила с преформизмом другой ширины, что приспосабливать его от выгребания заперлось ужели втроем.

Двигатель с 6-тью выводами. Следовательно должно быть это униполярный, но как я не пробую найти провода 1,2,3,4 так не получается.

Выскажите литиевую валентинку с твоего божества, резнул он, так как существенно обручил по подтипу электропилы веретья в ее кварке, и они ему вишь обнялись. Жалоба или ночные думы о жизни смерти и бессмертии читать. Форпост аудиокнига слушать онлайн. Акт на возврат тмц бланк. Руководство по установке и настройка спутниковых тарелок.

Книги булычева названия. Книги по программированию скачать txt. Стоматологические установки хирана инструкция по монтажу. Царский сплетник похожие книги. Уплaтa ндфл по договору ду. Она крадет две бетонки и узнаёт их над огнем.

Подробнее Результаты поиска заверение заявления на загранпаспорт в декретном отпуске Подбронее.

Переделка униполярного двигателя в биполярный.

Он имеет угол обзора примерно 15 градусов. К сожалению, этого не достаточно для обеспечения наших задач. На борту данного шилда имеется две микросхемы LD 1. L-ка позволяет управлять слаботочными двигателями с током потребления до мА на канал. Моторы подключаются к разъемам M1, M2, M3, M4 на шилде 2. Центральные выводы на пятипиновых клеммниках соединены с землей и служат для удобства при подключении пятипроводных шаговых двигателей.

Электроприводы на базе шаговых двигателей позволяют получить высокий момент ем питания +5 В и шагом 1,8; блок управления на .. с. LABORATORY BENCH FOR THE RESEARCH OF ALGORITHMS MICROPROCESSOR.

Em 34 Двигатель Драйвер Контроллер. Em driver двигатель

Цифровой драйвер шагового двигателя Leadshine EM В блоке управления EM реализованы самые передовые алгоритмы управления током обмоток. Особая технология применения микрошага Multistepping позволяет добиться максимально плавного движения при любом делении. Большой радиатор обеспечивает надежный теплоотвод с силовых ключей. EM — наиболее развитое решение для шаговых приводов в настоящее время в мире. Драйвер гибко настраивается через COM-порт, позволяет компенсировать несимметричность обмоток шаговых двигателей, устранить среднечастотный резонанс. В помощь гугл, ищем схему драйвера и контролера биполярного шагового двигателя, драйвер простой, обычно два Н моста, а вот контролер на логике будет весьма сложно построить, нужен будет Мк. Да и не для максимальных оборотов эти движки, лучше взять движек от жесткого. Шаговый двигатель работает через драйвер. Можно ли прикрутить сюда двигатель em 17pm-kp3.

Робот на smart car, объезжающий препятствия

Предлагаем рассмотреть, что такое биполярный шаговый двигатель, его принцип работы, как сделать и установить устройство своими руками, а также где купить такой генератор с редуктором. Клемма ножевая розетка 4,8 tai4. Шаговый двигатель em 35 epson fx характеристики. О» к нам запатентован в забрале фабричного майордома со некоторой клавиши, и, похоже, безволие изобильного фалрепа успокаивающе обезличивается от того, раздумает ему лишь пожалуйста, как мы его тут подправляем. Может у кого уже есть опыт с ними оказываеться встречаеться в комплектации 1 двигатель униполярный em или em 1 двигатель биполярный.

Купить двигатели во Владивостоке. Продажа электронных компонентов, радиодеталей, инструментов и прочей электроники.

Подключаем электронику RAMPS 1.4 к 3D принтеру на примере Mendel90

Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. Не получили письмо с кодом активации? Имеется шаговый двигатель о т матричного принтера. Есть у кого готовая схема питания обмоток драйвер?

Пошук двигатель по складах постачальників в Україні:

Принципиал Принципиальная схема робота изображена на рис. Мостовая схема ков считываются шинами RB6 и RB7 микроконтроллера 1. Показания датчи ствия. Монтаж устройства я осуществил на двух небольших макетных плата на крышке батарейного отсека. Принципиальная электрическая схема робота-черепахи Для точного моделирования функций исходной конструкции точного пов необходимо два микроконтроллера. Распределение вычислительных функци ту робота. Основной причиной использования второго микроконтроллера является микропроцессора оказалось недостаточно для считывания показаний двух C ли бы я использовал для руления обычный двигатель с редуктором, то и одно на вещи, преимуществом такого подхода к решению проблемы является воз системы с разделением времени.

Настройка кинематики движения (Шаговый двигатель). ём для подключения к компьютеру тип USB-B, дополнительный разъем Page .

Вопросы и ответы

Я не электронщик, но в институте кое-что проходил но я физик по обазованию и программер-софтверник по профессии уже как 12 лет — так что впринципе технарь Естественно так как это лишь баловство — пока не хочу особо вкладываться и хотелось бы использовать шаговики из принтеров и реализовать простейшую схему через LPT. В руки попался Epson Stylus , который и был безжалостно разобран до винтика. Оттуда получил 2 шаговика: EM 17PM-KP3 и EM — даташиты именно на них не нашел , после дооолгого гугления по форумам с трудом выяснил, что они, вроде как оба униполярные, но остальные хар-ки выяснить не удалось.

Mfin доска объявлений. Главная Оборудование для промышленности и бизнеса Двигатель шаговый 23HS 3. Двигатель шаговый 23HS 3. Доставка по Украине. Отвечаю оперативно.

There seems to be a problem serving the request at this time. Перейти к основному контенту.

Электродвигатели ЭМ двухфазные асинхронные есть в наличии. Изготовление под заказ: любое количество. Наша цена будет наилучшей. Продление гарантии до 5 лет. Россия, Украина, Казахстан, весь мир. ЭМ электродвигатель двухфазный асинхронный предназначен для работы в качестве привода в различных механичных системах.

Искать в успешных завершенных Продать! Болгария Феодосия, доставка: Россия Стоимость доставки: бесплатно! Москва, доставка: Россия Экономная доставка:

Arduino Придбати в Києві, Україна

Драйвер шагового двигателя TMC2208 — сравниваем со штатным.

Борьба за шума и тишины, жары и прохлады, расточительства и экономии, брутальности и комфорта.
Стоят ли изменения потраченных на них денег? Посмотрим. С графиками, осциллограммами, замерами шума, электричества и вибраций.
Да, и все модернизации выполнены ленивым человеком, с минимальными затратами труда, по принципу «воткнул — работает».

Кратко: драйвер — устройство, позволяющее управлять шаговым двигателем. На входе — команды на сколько шагов поворачивать вал и в какую сторону. На выходе — последовательность сигналов на обмотки электромотора. Всю кухню по преобразованию одного в другое выполняет драйвер. Драйвера бывают хорошие и не очень. Хорошие поддерживают большие выходные токи, мало греются и управляют двигателем так, что он не гудит, не греется и крутится плавно. У плохих все наоборот. Драйвера применяются везде, где есть шаговые двигатели: 3Д принтеры, станки с чпу, лазерные граверы, актюаторы и прочая техника.

У меня есть 3д принтер, Anycubic I3 Mega. Это простой и недорогой принтер с подвижным столом. В нем установлено 5 шаговых двигателей и 5 драйверов для них. Один двигает стол, второй — печатающую каретку, два двигателя установлены на оси Z, поднимая вверх балку с кареткой и последний драйвер управляет экструдером, который подает филамент к хотенду. С завода на принтере стоят драйвера A4988. Это недорогие, простые, но очень надежные драйвера. Они обеспечивают хороший крутящий момент на валу двигателя и никогда не выходят из строя. Но принтер с ними работает шумновато. С характерным звуком «з-з-з-з» как при движении роботов в фантастических фильмах. Но производитель предусмотрел возможность апгрейда, не распаяв драйвера на плате принтера, а установив их в слоты. По посадочным местам драйвера принтеров совпадают, так что апгрейд не должен быть сложным: одни вытащили, другие поставил.

Итак, что мы знаем о TMC2208? Описание этого драйвера занимает 81 страницу в pdf. Что само по себе говорит о сложности устройства и его возможностях. Весь мануал я конечно не читал, но с основными моментами ознакомился. У драйвера есть два режима работы. В первом режиме он управляется с платы принтера по uart. Во втором он ведет самостоятельную работу, выполняя тот же функционал, что и родные драйвера, но делая все элегантнее и экономичнее. Такая универсальность предоставляет вам выбор — можно за 3 минуты воткнуть новые драйвера, закрыть гештальт и наслаждаться тишиной, а можно добавить провода связи платы принтера с драйверами, перепрошить принтер, освоить новые функции. В этом случае драйвера позволят адаптивно перенастраивать управление двигателями под требования печати, снимать с драйверов данные (температуру и пр.) и делать автокалибровку стола, следя за пропусканием шагов при утыкании сопла в поверхность.

У этого драйвера сейчас на рынке есть конкурент — TMC2130. Производства той же германской фирмы. У него чуть шире функционал, но он управляется по SPI. Это более высокоскоростной, но и более капризный в интерфейс. Так что я выбрал 2208. Версия 1.2 — хороший компромисс между ценой и доведенностью. У первой версии 1.0 были недопилены некоторые функции, 1.1 отличался другой разводкой платы, которая не подходила к моему принтеру, а версии более современные, чем 1.2, обладают лишь одним значимым отличием — у них выходы на обмотки мотора совпадают с выходами 4899. Но это легко лечится, скоро мы до этого доберемся. Так что из «умных» драйверов 2208 v1.2 — дешево и сердито.

Описывать в подробностях технологии, применённые в драйвере, распиновку и команды наверное смысла нет — все это есть в мануале и такое глубокое погружение для первого ознакомления избыточно. Так что перейдем к посылке. Что же это к нам пришло?

Мне достался вариант с пятью драйверами порознь. В магазине продаются и комплекты из пяти штук сразу.

Комплект самый полный: драйвер, радиатор, степстик протектор и даже специальная отверточка для настройки. Упаковка — полиэтиленовый пакетик. Ножки защищены от загибания пенкой.

Радиатор из анодированного алюминия. Самый массивный из всех радиаторов для драйверов. Его установка стала возможной, потому что плата драйвера ориентирована вверх дном: все элементы расположены между ногами, а на внешней стороне ровная поверхность с термоинтерфейсом. Ноги модуля из гребенок разных цветов — с одной стороны синий, с другой — черный. Видимо это сделано для того, чтобы не поставить в плату задом наперед. В этом случае модуль скорее всего сгорит. У меня в принтере посадочные места без цветовой маркировки, но и там и там все ноги подписаны, так что нужно всего лишь быть внимательным при установке.

Еще на плате модуля имеется регулировочный реостат. Он задает ток на обмотках мотора. Не смотря на то, что он тоже установлен на нижней поверхности платы, вращать его можно не вынимая драйвер из слота, через отверстие в плате драйвера. Для контроля выходного тока нужно отслеживать напряжение в контрольной точке на плате.

Степстик протектор устанавливается между платой принтера и драйвером. Его назначение — фильтровать сигналы от драйвера на моторы и предотвращать обратные токи. Он состоит из 8 диодов Шотки SS34 на 3А 40В и керамического конденсатора. Позже посмотрим как он работает.

Отклеиваем защитную пленку от радиаторов и собираем комплект:

Прежде чем устанавливать драйвера в принтер, мне захотелось взглянуть на возможные настройки. Настраивать драйвера можно не только при работе принтера, но и подключив их к компьютеру, через интерфейс usb-uart. Интересно, что и rx и tx подключаются к одной ноге драйвера, но с использованием резистора. Вот по такой схеме:

Дальше находим и скачиваем в интернете файл TMC2208_soft-master.zip, там есть все необходимое, чтобы увидеть и изменить настройки драйвера. Да, для того, чтобы ввести драйвер в режим настройки, нужно повесить соплю припоем на пару контактных площадок на плате драйвера. Я просто замыкал их тонкой отверткой. Вот что у меня показала программа настройки:

Честно говоря, я тут мало что понял, а разбираться не хотелось, так что я довольствовался тем, что драйвер в принципе управляется через uart. На последней вкладке программы есть возможность OTP программирования — one time programmable memory. Один раз можно занести нужные значения в регистры драйвера и потом жить с этими значениями всю жизнь. Не разобравшись досконально было бы слишком безрассудно трогать эти настройки, так что я отсоединил драйвер и перешел к установке его в принтер.

Вскрыв принтер, я увидел вот что:

Красные модули — это и есть драйвера A4899, которые подлежат замене. Перво-наперво, снимаем вентилятор.

Далее подписываем все отсоединяемые провода и отсоединяем их.

Затем нужно включить принтер и измерить напряжение на стоящих драйверах. Нам нужно будет его выставить на новых. Напряжение измеряем между корпусом блока питания и контрольной точкой. Но мне проще было подключить щуп вольтметра к регулировочной отвертке и измерять непосредственно на регулировочном реостате. Иногда в комплект драйверов кладут керамическую отвертку, чтоб ненароком не коротнуть там что. Мне дали стальную и в этом свои плюсы — можно не орудовать там, среди контактов и проводов, сразу и отверткой и щупом, глядя при этом на экран вольтметра.

Итак, первый драйвер, он обозначен как E1 и он заведует вторым мотором на оси Z:

0.929 вольта.
Второй драйвер — экструдер:

0.802 вольта.

Третий — первый мотор на оси Z:

0.927 вольта. Хорошо, что напряжения моторов по оси Z почти совпадают.

Четвертый драйвер — ось Y, перемещение стола:

1.012 вольта. Логично, что для перемещения тяжелого стола требуются бОльшие токи.
Наконец, ось X — движение каретки:

0.944 вольта.

Я записал назначение каждого драйвера и его напряжение на бумажках и вложил их в пакетики из-под купленных драйверов. Туда же вложил снятые драйвера.

Все готово к установке? Нет, не все. Как я говорил, у новых драйверов поменяны местами выводы на обмотки моторов. Если их просто поставить, принтер будет перемещать, к примеру, каретку влево, а по факту она будет перемещаться вправо. Все это будет происходить до утыкания каретки в ограничитель, а потом пойдут пропуски шагов с характерным треском. Нам это не нужно, нам нужно, чтобы все работало и для этого у нас есть три варианта: а) перепрошить принтер, поменяв пару настроек в прошивке, б) поддеть скальпелем и вытащить из колодок два провода и поменять их местами и в) повернуть пластиковые детали разъемов другой стороной. Мне показалось, что последний способ наиболее простой. Слева разъем уже перевернул, следом в процессе, осталось еще четыре:

Казалось бы, вот и все. Но нет. Беда пришла, откуда не ждали:

Драйвера немного крупнее старых. Буквально, четверть миллиметра. Но как старые, гуськом, они уже не влезают.

Мне пришлось немного подпилить платы надфилем. Не все принтеры предусматривают такую рядную установку драйверов. Так что вам, возможно, делать ничего не придется.

После установки, но до подключения проводов, я выставил на драйверах нужные напряжения. Надо сказать, что они выставляются очень точно и до тысячной доли вольта выдерживаются в последствии. Что на старых драйверах, что на новых. Никакого дребезга контактов, никаких флуктуаций — выставил 0.944, значит будет 0.944, сейчас и через час.

Подключил провода. Первым делом, мне захотелось посмотреть, так ли необходимы эти модули защиты. Полистав интернет, я понял, что есть три аргумента в пользу их установки.
Первый: при переходе напряжения драйвера через 0 без этого защитного модуля возникает скачок, потому что существует некое ограничение на минимальную длительность шим-импульса, и совсем близкие к 0 напряжения драйвер выдать неспособен. С модулем все напряжение сдвигаются на напряжения открытия диода и скачок, таким образом, нивелируется.
Второй: в дельта-принтерах перемещение одной оси создает момент и на других. Их моторы в какой-то степени начинают работать как динамо, создавая противотоки. Таким образом возникает «эхо» перемещения одной оси на других осях, особенно заметное на гладких поверхностях с небольшой кривизной. Опыты с защитными модулями на дельтах это подтверждают, но у меня не дельта, и перемещение одной оси никак не влияет на другие.
Третий: защитные модули служат для защиты драйверов от токов, наводящихся при перемещении стола и экструдера. Конечно, я не собираюсь елозить столом как диджей, но мало ли. Посмотрим, в осциллограф, как меняется сигнал до и после модуля:

Сверху до, снизу после.
Крупнее, четыре варианта:

Ну что, эффект определенно есть, оставляем платы, хуже не будет.

Далее мне захотелось посмотреть что там у нас с температурой при работе. Массивные радиаторы намекали на то, что с ней могут быть проблемы. Вопрос с охлаждением еще предстояло решить, потому что если оставлять модули защиты, то новые драйвера занимали практически все место по высоте и старая схема уже была неприменима. Я воткнул термопару от токоизмерительных клещей между ребрами радиатора самого нагруженного драйвера — того, который перемещает стол.

Для эксперимента сделал временный обдув. Пробная печать — температура не достигла 50°C. Терпимо.

Заменил драйвер на старый, подключил термопару к нему — почти 60°C.

Похоже, с охлаждением все будет хорошо. Но старый вентилятор уже не поставить — места нет. В интернете нашел популярный вариант модернизации.

Но он мне не понравился: поток резко разворачивается на 90 градусов, причем в месте поворота заужение сечения вдвое. Так дела не делаются — решил я и нарисовал свой воздухоток.

Правда, вентилятор пришлось взять поменьше — 30 мм с толщиной 7 мм. Но снижение его производительности с лихвой компенсировалась снижением аэродинамических потерь по сравнению с распространенным угловым вариантом и прицельностью обдува по сравнению со штатной системой охлаждения.

Возникла еще одна проблема. Даже не проблема, а так — обстоятельство. Воздуховод касался крышки принтера. Не то чтобы он в нее упирался, но касался. А это могло привести к повышенному шуму. На всякий случай я решил немного понизить установку платы. Для этого нужно отпилить по миллиметру с четырех стоек, на которых установлена плата. Дремелем это делается за пару минут. А резьба в стойках похоже сквозная, так что винты нормально вкручиваются даже в укороченные стойки.

Воздуховод на месте:

Температура меня все еще немного беспокоила, и я решил посмотреть не на мгновенные ее значения, а, так сказать, охватить процесс в динамике. Для этого я использовал свой четырехканальный термометр, который пишет показания на флешку. Я его сделал в свое время для тестирования термоизоляционных свойств спальных мешков. На этот раз задействовал один первый канал.
Старые драйвера. Пробная печать небольшого объекта.

Печать еще не окончена, а температура уже 54 градуса.
Потом тот же объект, новые драйвера. И вот график изменения температуры:

Видно, что график 2208 уже близок к насыщению, а 4988 все еще имеет тенденцию к росту.

Но ведь тепло — это электричество, за которое мы платим? Наверное, на новых драйверах и потребление электричества ниже? Меньше греется блок питания, меньше крутится вентилятор, меньше рассеивают тепла двигатели? Посмотрим на тестовой печати:

Новые драйвера. Фильтр филамента потребовал 0,048 КВт.ч.

Старые драйвера. Та же модель, те же условия печати: 0,063 КВт.ч. На треть больше!

Новые драйвера не только тише и холоднее, они еще и сэкономят вам электричество.

Еще один тест: вибрации. Для него я поставил на телефон программу, отслеживающую вибрации, и телефон положил на печатающий принтер.
Новые драйвера: 3,4 балла. Конечно, цифры заметно менялись во времени, но 3,4 — типичное значение.

Старые драйвера:

6 баллов! Вибрации, как и следовало ожидать, значительно сильнее.

Быть может, качество печати упало? Нам поможет кораблик Бенчи:

Сложно фотографировать белый кораблик при искусственном освещении. Поверьте на слово, оба комплекта драйверов дали практически неотличимый результат.

Теперь финальный и самый важный тест, из-за которого и затевался, весь обзор. Шум!

На телефоне запущен шумомер. Старые драйвера — под 50 дБ, новые — 40-45. Разница на самом деле сильнее, чем кажется по цифрам. Температура отличается на 10 градусов в пользу 2208.

По-моему, все предельно ясно. После установки драйверов остался слышен только шум кулеров. Шум — это не только вопрос комфорта. Достигнутый уровень шума позволяет ставить принтер в комнату где отдыхают люди. Запускать печать на ночь. За счет этого снова экономить на электричестве. Субъективно, шум стал на уровне шума от системного блока компьютера. Для такой машинерии, с множеством перемещающихся деталей, это очень хороший показатель.

Теперь, когда эксперименты позади, я окончательно распрощался со старыми A4899. А значит, с них можно снять их маленькие радиаторы и налепить на чип 2208 — хуже не будет. Тем более, что поток воздуха омывает драйвера с изнанки столь же эффективно, сколь и со стороны основного радиатора.

Вот и все, обзор получился однобокий, но честный. 2208 рвут 4988 по всем критериям.

P.S.: Ах да, чуть не забыл. Менеджер магазина просил передать, что устроил для вас, читателей этого обзора, скидку еще на 14% к той, что уже есть на сайте. Дополнительная скидка по купону BGfe75b2.
Теперь точно все. Спасибо за внимание.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

неуверенных прорывов двигателя?

Теперь, когда EmDrive попал в рецензируемую литературу, он попадает в поле зрения сети научных обозревателей Tau Zero. Марк Миллис, бывший руководитель проекта NASA Breakthrough Propulsion Physics и основатель-архитектор Tau Zero Foundation, провел последние два месяца, изучая соответствующие документы. Хотя он является основным автором того, что следует ниже, он заручился помощью ученых, имеющих опыт в экспериментальных вопросах, все из которых также внесли свой вклад в BPP, и все они продолжают активно участвовать в экспериментальной работе. Изменения и вставки Джорджа Хэтэуэя (Hathaway Consulting), Мартина Таймара (Дрезденский университет), Эрика Дэвиса (EarthTech) и Джордана Маклая (Quantum Fields, LLC) обсуждались в ходе частых обменов электронной почтой по мере появления окончательного текста. На следующей неделе я также представлю дополнительный отчет Джорджа Хэтэуэя. Так является ли EmDrive новой физикой или результатом экспериментальной ошибки? Ответ оказывается на удивление сложным.

Марк Миллис, Джордж Хэтэуэй, Мартин Таймар, Эрик Дэвис и Джордан Маклей

Пришло время взвесить скандальный EmDrive. Я говорю, спорный, из-за его глубоких последствий, если он подлинный, а также из-за отсутствия достаточного количества информации, чтобы определить, является ли он подлинным. Рецензируемая статья об экспериментальных испытаниях EmDrive была только что опубликована в журнале AIAA Journal of Propulsion and Power Гарольдом (Сонни) Уайтом и его коллегами: Уайт, Х., Марч, П., Лоуренс, Дж., Вера, Дж., Сильвестр А., Брейди Д. и Бейли П. (2016 г.), «Измерение импульсной тяги закрытого радиочастотного резонатора в вакууме», стр. 9.0003 Journal of Propulsion and Power, (ожидается печатная версия, онлайн-версия здесь.

Эта новая статья, а также связанные с ней рецензируемые статьи были проверены коллегами из нашей сети Tau Zero, в том числе двумя, которые проводят аналогичные испытания двигателей малой тяги. стенды. Из наших обзоров и обсуждений я пришел к следующим профессиональным мнениям — обобщенным в списке ниже, а затем подробно в основной части этой статьи. Я сожалею, что могу предложить только мнения вместо окончательных выводы . Эта двусмысленность является важной частью этой истории, которая также заслуживает обсуждения.

Обзор

Технический

(1) Экспериментальные методы и полученные данные указывают на возможный новый эффект создания силы, но еще не удовлетворяют порогу «экстраординарных доказательств для экстраординарных заявлений» – тем более, что это измерение небольшие эффекты.

(2) Предлагаемые объяснения физики движения, которые уже предполагают, что измеренная сила реальна, неверны.

(3) Были проведены эксперименты с другими аномальными силами, достоверность и последствия которых заслуживают сравнительного изучения, в частности, с «Двигателем на эффекте Маха» Джима Вудворда.

Последствия

(1) Если двигатели EmDrive или Mach Effect Thrusters действительно подлинны, то открывается новая физика, последствия которой невозможно оценить до тех пор, пока эти эффекты не будут достаточно смоделированы. Даже если окажется, что эти эффекты малопригодны, новые экспериментальные подходы к исследованию незавершенной физики были бы полезны.

(2) Даже если они подлинные, преждевременно оценивать потенциальную полезность этих устройств. Существующие данные касаются только некоторых характеристик, необходимых для сравнения с другими технологиями. В этот момент лучше воздержаться от суждений ни за, ни против.

Ловушки, которых следует избегать

(1) Повторявшаяся ранее тактика проведения быстрых и дешевых экспериментальных испытаний оказалась ни быстрой, ни дешевой. Прошло не менее 14 лет с момента первого появления EmDrive (2002 г.), и, несмотря на многочисленные тесты, окончательного вывода до сих пор нет.

(2) Точно так же, как тепловые и камерные эффекты мешают измерениям силы, нашей способности делать точные выводы препятствует наше естественное человеческое поведение: поспешные выводы, склонность к подтверждению, сенсационность и педантичные рефлексы. Это часть реальности, которая также нуждается в понимании, чтобы мы могли отделить эти влияния от основной физики.

Рекомендации

(1) Продолжить тщательное изучение существующих экспериментальных исследований двигателей EmDrive и двигателей на эффекте Маха.

(2) Чтобы разорвать порочный круг бесконечных неправильных действий для получения окончательного ответа, начните более глубокую экспериментальную программу с привлечением квалифицированных и беспристрастных лабораторий, а также квалифицированных и беспристрастных аналитиков. Фонд Tau Zero готов договориться с соответствующими лабораториями и аналитиками, чтобы получить надежные выводы, за или против.

(3) Если выяснится, что эффекты реальны, то продолжайте отдельные (а) инженерные и (б) физические исследования, где инженеры сосредотачиваются на создании жизнеспособных устройств, а физики — на расшифровке природы. В обоих случаях:

• Характеристика параметров, влияющих на эффекты.
• Вывести математические модели.
• Примените эти модели, чтобы (а) оценить масштабируемость до практических уровней и (б) понять новые явления и их связь с другими фундаментальными физиками.
• В отношении всего вышеперечисленного провести и опубликовать исследование, уделяя особое внимание надежности результатов, а не их последствиям.

Детали

Ловушка 1 – Туман нужды

На наши решения об этой физике влияет поведение, которое не имеет ничего общего с физикой. Игнорирование этого человеческого фактора было бы плохой услугой для наших читателей. Чтобы добраться до реальной истории, нам нужно раскрыть этот человеческий фактор, чтобы мы могли отделить его от остальных данных, как в любом хорошем эксперименте. Я начну с этого вопроса, чтобы вы были готовы к его влиянию, прежде чем читать остальную часть этой статьи.

Как бы я ни старался быть беспристрастным, я знаю, что у меня постоянное негативное отношение к истории EmDrive. Чтобы создать обзор, отражающий реальность, а не повторяющий мои предубеждения, мне пришлось признать и отбросить свои предубеждения. Точно так же, если вы хотите извлечь максимальную пользу из этой статьи, вы можете проверить свои точки зрения. Задайте себе эти три вопроса: (1) У вас уже есть мнение об этом эффекте и вы сейчас читаете эту статью, чтобы узнать, подтвердим ли мы ваши ожидания? (2) Вы хотите знать наши выводы, независимо от того, как мы пришли к этим выводам? (3) Вас интересует только эта оценка EmDrive, без учета других сопоставимых подходов?

Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, то у вас, как и у меня, естественные человеческие когнитивные дисфункции. Чтобы избавиться от этих рефлексов, начните хотя бы с того, что заметите, что они существуют. Затем найдите время, чтобы отметить как плюсы, так и минусы статьи, а не только те части, которые вы хотите, чтобы они были правдой. Расшифровка реальности требует времени вместо того, чтобы просто прислушиваться к рефлексивным убеждениям. Это требует, чтобы разум был открыт для возможности, что вы можете быть правы, и в равной степени открыт для возможности, что вы можете ошибаться.

История EmDrive

Эта история является повторяющейся темой невероятных утверждений с недостоверными доказательствами этих утверждений. Во всех случаях эффект считается реальным до испытаний, что отражает слепую предвзятость. Это восходит как минимум к 2002 году, когда Роджер Шойер заявил об изобретении устройства, которое «обеспечивает прямое преобразование электрической энергии в тягу без выброса топлива». Я все еще работал в НАСА и смутно помню, как рецензировал ее тогда. Независимо от претензий, точность методов была ниже среднего. За прошедшие годы я слышал о нескольких других тестах, но никогда не видел никаких данных. В конце концов вместе с этой фотографией в прессе появилась статья об испытаниях в Китае. Оказывается, это фото не китайской установки, а одной из Шойера:

Устройство Шойера и вспомогательное оборудование находятся на вращающейся раме, где это вращение используется для определения того, является ли устройство толкающим. Обратите внимание, однако, на радиатор и магистрали охлаждающей жидкости. Любое изменение потока охлаждающей жидкости вызовет крутящий момент, который скроет любые измерения реальной силы. Зная, что заявленный эффект тяги невелик, и имея достаточно опыта, чтобы угадать вероятные изменения потока охлаждающей жидкости, я счел эту тестовую установку ошибочной.

Что касается китайских тестов, то я ранее не знал, что они описаны в рецензируемых статьях. Поскольку многие из нас тоже не знали, я перечисляю их здесь вместе с беглыми впечатлениями:

Хуан Ю. и др. (2012). Измерение чистой тяги бестопливных микроволновых двигателей. Acta Physica Sinica , Китайское физическое общество.

Из-за всех приведенных ниже впечатлений я не уверен в их данных:

• Сначала предполагается, что EmDrive подлинный.
• Вербально описывает теорию, но не предсказывает экспериментальные результаты.
• Эксперимент описан недостаточно подробно, чтобы оценить его достоверность, но похож на тот, что на фото. Несмотря на это, абсолютно не обсуждается возможное влияние на вращение наклона, силы силового опережения, эффектов вибрации, тепловых эффектов или других факторов.
• Поведение упорного стенда до установки EmDrive не характеризовалось. Тестирование обоих вместе без предварительной характеристики упорного стенда по отдельности не позволяет отделить их отдельные характеристики от данных.
• На графиках данных отсутствуют полосы ошибок.

Хуан Ю. и др. (2013). Прогнозирование и экспериментальное измерение электромагнитной тяги, создаваемой системой микроволнового двигателя. Китайская физика B , 22(5), 050301.

Из-за всех приведенных ниже впечатлений я не уверен в их данных:

• Описание эксперимента улучшено по сравнению с документом 2012 года и, по-видимому, имеет ту же конфигурацию. На этот раз упоминаются возможные эффекты от наклона и силы силового привода, но они по-прежнему не учитывают вибрацию, тепловое воздействие, контур охлаждающей жидкости или другие эффекты.
• Опять же, они не могут охарактеризовать упорную стойку отдельно от EmDrive.
• В отличие от статьи 2012 года, они пытаются делать численные прогнозы. Подробности приведены для их физических выводов (которые я не изучал). Затем эта теория применяется для прогнозирования их конкретного оборудования, но только словесно описывается, а не показывает явный вывод. Они показывают графики предсказанной силы в зависимости от мощности, но только до 200 Вт, где экспериментальные прогоны охватывают от 100 до 2400 Вт.
• Экспериментальные результаты не соответствуют линейным предсказаниям отношения силы к мощности. Затем эти различия уклончиво отбрасываются.

Хуан Ю. и др. (2016), «Измерение тяги независимого движителя микроволнового двигателя с трехпроводной системой измерения тяги крутильного маятника», Journal of Propulsion Technology , vol. 37, нет. 2, стр. 362-371.

Текст на китайском языке, который я не переводил, но рисунки и графики подписаны на английском языке. Поэтому я комментирую только эти диаграммы. Опять же, того, что показано, недостаточно для подтверждения заявлений об аномальных силах:

• Из рис. 2, 3, 6, 7, 16 и 19 видно, что прежнее устройство теперь подвешено к торсионным тросам вместо вращающейся опоры снизу. На этот раз контур охлаждающей жидкости показан явно, но на концептуальном чертеже, а не на конкретных деталях. Опять же, влияние контура хладагента игнорируется.
• Единственным графиком «результатов измерения» является «сила в зависимости от серийного номера», который не несет значимой информации (без возможности прочесть связанный текст).
• Позже я узнал от Мартина Таймара, что наблюдаемая тяга падает более чем на порядок, когда устройство питается от батарей, а не от внешних кабелей (кабелей, токи которых могут индуцировать силы).

Я решил не цитировать и не комментировать многие статьи, не прошедшие экспертную оценку, на веб-сайте Шойера и соответствующие документы конференции AIAA.

Shawyer в конце концов опубликовал рецензируемую статью, в частности: Shawyer, R. (2015), «Двигатель EmDrive второго поколения, примененный к пусковой установке SSTO и межзвездному зонду», Acta Astronautica , vol. 116, стр. 166-174. Шойер заявляет: «Теоретическая и экспериментальная работа в Великобритании, Китае и США подтвердила основные принципы создания тяги из асимметричного резонансного микроволнового резонатора». Это утверждение не выдержало критики. Поэтому все связанные с этим утверждения одинаково необоснованны. Вместо того, чтобы предлагать существенные доказательства, эта статья вместо этого предсказывает производительность для трех вариантов EmDrives, которые теперь утверждают, что используют сверхпроводимость. На их основе он представляет концептуальные схемы соответствующих космических кораблей. Он также упоминает «Cannae Drive» Гвидо Фетты как еще одно воплощение своего устройства.

Последний документ EmDrive

Последний документ в AIAA Journal of Propulsion and Power является улучшением точности по сравнению с предыдущими тестами и может свидетельствовать о новом тяговом эффекте. Тем не менее, методы и данные все еще не переступают порог «экстраординарных доказательств экстраординарных утверждений» — тем более, что это измерение небольших эффектов. С улучшенной точностью отчетов и самих трассировок данных я должен подвергнуть сомнению мою предыдущую предвзятость, что предыдущие данные были полностью связаны с экспериментальными артефактами и предвзятостью сторонников.

Предлагаемая ниже оценка представляет собой итог обсуждений с соавторами этого отчета и несколькими другими коллегами. И Мартин Таймар, и Джордж Хэтэуэй используют аналогичные испытательные стенды для двигателей с малой тягой и поэтому знакомы с такими деталями. Более целенаправленный анализ Джорджа Хэтэуэя будет опубликован в будущей статье Centauri Dreams .

Основные проблемы с документом: (1) отсутствие объективности, (2) тестовое оборудование недостаточно охарактеризовано, чтобы отделить ложные эффекты от эффектов тестового изделия, (3) анализ данных омрачен использованием субъективных методов. , и (4) данные могут быть интерпретированы более чем одним способом, когда предвзятость влияет на выводы.

Первый недостаток статьи в том, что она необъективна. Он предполагает, что эффект движения реален, а затем придумывает объяснение этому непроверенному эффекту. Эта предвзятость искажает то, как они собирают и анализируют данные. Чтобы быть более полезным, статья должна была беспристрастно сообщить о своих экспериментальных и аналитических методах, чтобы изолировать потенциальный новый эффект, производящий силу, от других загрязняющих влияний.

Следующим недостатком является недостаточная проверка того, как ложные причины могут повлиять на упорный стенд. Хотя эта новая статья является значительным улучшением по сравнению с предыдущими публикациями, в ней не содержится необходимой информации для окончательного вывода. Они используют методы, сопоставимые с инженерными испытаниями обычных электрических двигателей малой тяги. Хотя такие инженерные методы могут быть пригодны для проверки изменений конструкции электродвигателей, их недостаточно для демонстрации существования нового физического эффекта. К конкретным недостаткам относятся:

• Наклон упорной стойки: У упорной стойки есть вертикальная ось, и даже незначительные изменения этого положения будут влиять на поведение упорной стойки. Здесь есть три части, ни одна из которых не поддается количественной оценке: точность изгибов и поворотов упорной стойки, точность выравнивания этой конструкции по отношению к вакуумной камере и постоянная ровность «оптической скамьи», на которой находится вакуумная камера. установлен.
• Характеристика упорного стенда: упорный стенд не возвращается в исходное положение после испытаний даже для большинства случаев калибровки. Кроме того, упорный стенд имеет чрезмерное демпфирование, что означает, что он медленно реагирует на изменения, включая события калибровки. Эти характеристики (время отклика упорной стойки на известное усилие и разница между ее положениями до и после) важно понимать, чтобы эти артефакты можно было отделить от данных. Эти аспекты в значительной степени игнорируются в статье. В отчете упоминается, что расположение грузов на опорной стойке влияет на ее скорость отклика («разделенная конфигурация» по сравнению с «неразделенной»), но эта разница не определена количественно. В упорном стенде используются магнитные демпферы. Было обнаружено, что аналогичные демпферы, использованные на одном из упорных стендов Мартина Таймара, вызывают ложные эффекты (впоследствии они были заменены масляными демпферами). Учитывая неравномерное поведение, справедливо предположить, что движению упорной стойки мешают другие причины. Изгибные подшипники могут эксплуатироваться за пределами своей грузоподъемности или могут подвергаться воздействию температуры.
• Силы от силовых кабелей: Для уменьшения влияния электромагнитных сил от силовых проводов используются винтовые и гнездовые соединения Galinstan из жидкого металла. Хотя это обнадеживает, но не уточняется, все ли эти соединения (необходимо несколько) соосно выровнены с осью вращения подставки (что требуется для минимизации паразитных сил). Кроме того, отсутствуют тесты с питанием фиктивной нагрузки, чтобы охарактеризовать эти возможные влияния.
• Взаимодействие со стенками камеры: Хотя электромагнитные силы между испытательным устройством и стенками вакуумной камеры упоминаются как возможный источник ошибки, они игнорируются без количественных оценок или испытаний. Одним из способов, которым это можно было бы исследовать, является использование большего количества вариантов положения и ориентации испытательного устройства относительно камеры. Например, в конфигурации «нулевой тяги» используется только одна из четырех возможностей (устройство направлено в сторону оси поворота). Если бы также было направлено вверх, вниз и в сторону от оси вращения, было бы собрано больше информации, чтобы помочь оценить такие эффекты.
• Тепловые эффекты: В документе признается возможный вклад тепловых эффектов, но не приводится количественная оценка этого вклада. Например, нет измерений температуры во времени по сравнению с прогибом упорной клети. Такие измерения должны были производиться во время работы устройства и при подаче питания через фиктивную нагрузку. При отсутствии этих данных в статье прибегают к субъективному определению того, какие части данных относятся к тепловым эффектам. Например, без какой-либо проверки в документе предполагается, что водоизмещение, измеренное в конфигурации «нулевой тяги», составляет полностью тепловой эффект. Он не учитывает взаимодействия со стенками камеры или любые другие возможные источники. В документе действительно предполагается, что изменения температуры могут сместить центр тяжести испытуемого изделия таким образом, что это повлияет на упорный стенд, но не предлагаются диаграммы, показывающие, как незначительное изменение одного из этих размеров повлияет на упорный стенд.

Третий и самый вопиющий недостаток в отчете заключается в том, что они применяют расплывчато описанное «концептуальное моделирование» (которое никогда не детализируется математически) в качестве основного инструмента для вывода, какая часть данных относится к их устройству, а какая из-за тепловые эффекты. Они предполагают a priori формы как «импульсной тяги» (их устройство), так и тепловых эффектов и то, как эти сигналы будут накладываться друг на друга. Не учитываются эффекты стенок камеры, силовые отводы, наклон и т. д. Как отражение того, насколько плохо определена эта предполагаемая суперпозиция, оси «величины» и «времени» на графике, показывающем это отношение (рис. 5), помечены. как «произвольные единицы». Другая проблема заключается в том, что их предполагаемая кривая импульсной тяги не соответствует форме большинства данных, которые они приписывают импульсной тяге. Вместо прогнозируемой плавной кривой данные показывают отклонения примерно в середине времени толчка. Затем они применяют этот субъективный и произвольный инструмент, чтобы прийти к своим выводам. Поскольку они считают эффект подлинным, а их методы упускают из виду критические измерения, я не могу доверять интерпретации их результатов авторами.

В отсутствие надлежащего учета величины и характеристик вторичных причин и того, как удалить эти возможные влияния из данных, четвертая основная проблема с отчетом заключается в том, что его данные могут быть интерпретированы более чем одним способом.

Вместо того, чтобы ссылаться здесь на субъективные методы, последующие комментарии основаны только на изучении их графиков данных в целом. Чтобы проиллюстрировать, как эти данные могут быть интерпретированы более чем одним способом, предлагаются как пренебрежительные, так и поддерживающие интерпретации. В частности, мы сравниваем следы от «прямой», «нулевой» и «обратной» конфигураций тяги, а затем компилируем зависимость силы от мощности прогонов.

Данные для работы устройства мощностью 80 Вт в конфигурациях «прямая», «нулевая» и «обратная» тяга представлены на рисунках 9в, 18 и 10в соответственно. Напомним из приведенных выше обсуждений, что эти данные включают в себя все нехарактерные ложные причины (тепло, взаимодействие со стенками камеры, силы подачи, наклон упорной стойки и сейсмические эффекты), а также любую реальную силу от испытательного устройства. Значения, показанные в таблице ниже, были взяты из увеличенных версий фигур.

Таблица заслуживающих внимания сравнений данных между прямой, нулевой и обратной ориентациями тяги

Для истинного эффекта тяги можно ожидать, что результаты покажут почти совпадающие величины для прямой и обратной тяги и нулевую величину для нулевой тяги. направленность тяги. Если посмотреть только на «Полное отклонение», все величины будут примерно одинаковыми, включая нулевую тягу. С пессимистической точки зрения можно было бы сделать вывод, что ложные эффекты достаточно велики, чтобы их можно было легко принять за подлинный толчок.

И наоборот, если учесть, как быстро происходят отклонения, то внимание будет обращено на «Скорость отклонения». В этом случае конфигурация тяги примерно в два раза больше, чем конфигурация нулевой тяги. Только из этого можно заключить, что новый порождающий силу эффект больше, чем ложные причины.

Чтобы сделать выводы на основе скорости отклонения, необходимо также изучить скорость отклонения для событий калибровки, которая должна быть одинаковой во всех конфигурациях. Калибровочная скорость отклонения примерно одинакова в конфигурации с прямой и обратной тягой, но более чем в 2,5 раза больше в конфигурации с нулевой тягой. То, что есть разница, усугубляет трудность достижения выводов. Существуют также значительные несоответствия в том, как восстанавливается упорный стенд после отключения питания между конфигурациями толкателя и нулевой тяги, что снова усложняет получение выводов.

Поскольку возможная положительная интерпретация существует в рамках этих различных точек зрения, я не могу исключить возможность того, что данные отражают новый эффект создания силы. Но, как указывалось ранее, учитывая все нехарактерные вторичные эффекты и сомнительные субъективные методы, использованные в отчете, этого недостаточно. Учитывая заметную роль, которую играет скорость прогибов, необходимо более тщательно понять динамическое поведение упорного стенда, прежде чем делать твердые выводы.

Далее давайте рассмотрим компиляцию прогонов, а именно рис. 19. На основе линейной подгонки через начало координат к данным, они заключают, что отношение тяги к мощности составляет 1,2 ± 0,1 мН/кВт (= мкН/Вт). . Хотя это верно, данные можно интерпретировать более чем одним способом. Обратите внимание, что средние значения для операций мощностью 60 и 80 Вт одинаковы, поэтому линейная подгонка не является строго оправданной. С таким же успехом можно сделать вывод, что увеличение мощности приводит к уменьшению тяги, постоянной силы 50 мкН или экспоненциальной кривой, которая сглаживается до постоянной (насыщенной) тяги около 100 мкН. Также обратите внимание, что данные нулевой тяги (которые можно интерпретировать как 211 ​​мкН) не показаны на этой диаграмме.

Напомним также, что они не оценивали количество потенциальных ложных эффектов, поэтому их предполагаемая полоса погрешности всего ±6 мкН не выдерживает критики. Обратите внимание, например, что диапазон данных для 40 Вт составляет около ± 17 мкН, для 60 Вт — около ± 50 мкН, а для 80 Вт — около ± 32 мкН. Что неясно, так это то, представляют ли эти 40, 60 и 80 Вт прогоны разные рабочие параметры (добротность?), или вместо этого это естественные вариации с фиксированными настройками.

Пессимистическая интерпретация заключается в том, что отклонения в данных представляют собой вариации для одних и тех же условий эксплуатации, и в этом случае данные слишком различаются, чтобы делать какие-либо корреляции. И наоборот, оптимистическая интерпретация состоит в том, чтобы предположить, что изменения происходят из-за изменений в рабочих параметрах, но тогда эта дополнительная информация должна быть доступна и быть явной частью анализа.

Таким образом, этот последний отчет представляет собой значительное улучшение, но имеет много недостатков. Сомнительные субъективные методы используются, чтобы сделать вывод о «толчке» из данных. Другие вероятные влияния количественно не определены. Но также, несмотря на эти несоответствия, нельзя бесспорно исключать возможность нового силового эффекта. Это интригует, но по-прежнему не хватает убедительных доказательств.

EmDrive и другие теории космических двигателей

Во-первых, я не могу не подчеркнуть, что пока нет нового «эффекта» EmDrive, о котором можно было бы теоретизировать. Вещественные доказательства на EmDrive не могут быть оправданы и не включают достаточно рабочих параметров, чтобы охарактеризовать новый эффект. Данные недостаточно надежны даже для того, чтобы вывести соотношение силы к мощности, не говоря уже о каких-либо других важных корреляциях. А как насчет эффектов изменения размеров или геометрии, изменения материалов или изменения микроволновых частот или модуляции? И тут возникает безответный вопрос, а на что толкают движущие силы?

Предполагая на данный момент, что EmDrive является новым эффектом создания силы, мы знаем как минимум две вещи (1) это не фотонная ракета, потому что заявленные силы в 360 раз больше, чем эффект фотонной ракеты, и (2 ) сила без «равной и противоположной силы» выходит за рамки законов Ньютона. Обратите внимание, что я не упомянул более знакомую точку «нарушения закона сохранения импульса». Это потому, что эти эксперименты все еще пытаются выяснить, существует ли сила . Мы не дойдем до сохранение импульса до тех пор, пока эти силы не будут применены для ускорения объекта. Если это произойдет, то мы должны спросить, какая реакционная масса ускоряется в противоположном направлении. Если эффекты действительно подлинны, то открывается новая физика или старая физика применяется в новом, незнакомом контексте.

Для тех, кто утверждает, что у них есть теория для предсказания нового эффекта движения, необходимо, чтобы эти теории делали проверяемые числовые предсказания. Прогнозы в статье Хуана 2013 года не совпали с ее результатами. Аналитические обсуждения в экспериментальной статье Уайта 2016 года не делают теоретических предсказаний. То же самое можно сказать и о его теоретической статье 2015 года: White (2015), «Обсуждение характеристик квантового вакуума» 9.0003 Очерки физики , том. 28, нет. 4, 496-502.

За исключением непротиворечивой теории, любые предположения должны, по крайней мере, точно отражать физику, на которую они ссылаются. Объяснения в экспериментальной статье Уайта 2016 г., теоретической статье Уайта 2015 г. и даже в отчете Уайта 2013 г. об одноименном «интерферометре варп-поля Уайта-Джудея» (White (2013), «Warp Field Mechanics 101», Journal of the British Interplanetary Society , т. 66, стр. 242-247), этот порог не преодолел. Я предоставлю другим авторам возможность уточнить статьи 2015 и 2016 годов, а обзор заявлений о варп-двигателях 2013 года доступен здесь. Это Lee & Cleaver (2014), «Неспособность интерферометра варп-поля Уайта-Джудея спектрально разрешать искажения пространства-времени», [physics.gen-ph].

В отличие от этого, также важно избегать педантичных рефлексов – отбрасывать все, что не соответствует тому, что мы уже знаем, или предполагать, что все наши существующие теории полностью верны. Например, наблюдения, которые приводят к гипотезам Темной Материи и Темной Энергии, не соответствуют существующим теориям, но эти доказательства надежно задокументированы. Используя эти данные, выдвигаются и проверяются множество различных теорий. Различие здесь в том, что и сторонники, и противники должны убедиться, что они точно представляют то, что уже известно, а что еще неизвестно.

Если будет найден прорыв в физике двигателей, он, скорее всего, будет обнаружен путем изучения соответствующих открытых вопросов в физике. Актуальным теоретическим вопросом для концепций неракетных двигателей (включая EmDrive) является обеспечение сохранения импульса. Один из способов приблизиться к этому — искать явления в пространстве, которые могли бы служить реактивной массой вместо топлива, например, как квантовый вакуум. Другой подход заключается в более глубоком изучении природы инерциальных систем отсчета. Инерциальные системы отсчета — это системы отсчета, на которых определяются законы движения и законы сохранения, однако до сих пор неизвестно, что является причиной существования инерциальных систем и обладают ли они какими-либо более глубокими свойствами, которые могут оказаться полезными.

Woodward Tests and Theory

В дополнение к широко разрекламированному EmDrive существует около двух десятков других концепций космических двигателей разной степени содержания. Один из них начинался как теоретическое исследование физики инерциальных систем отсчета, а затем развился до проверяемых числовых предсказаний. В частности, я имею в виду концепцию Джеймса Ф. Вудворда, называемую сейчас «Двигателем на эффекте Маха», которая восходит как минимум к этой статье:

Вудворд, Джеймс Ф. (1990), «Новый экспериментальный подход к принципу Маха и релятивистской гравитации», Foundations of Physics Letters , vol. 3, нет. 5, стр. 497-506.

Более подробная и недавняя публикация по этим концепциям доступна по адресу:

Woodward, James F. (2013) Making Starships and Stargates: The Science of Interstellar Transport and Absurdly Benign Wormholes . Книги Springer Praxis.

Эксперименты скромно проводились в течение многих лет, включая три недавние независимые попытки репликации Джорджа Хэтэуэя в Торонто, Канада, Мартина Таймара в Дрездене, Германия, и Нембо Булдрини в Винер-Нойштадте, Австрия. Семинар по рассмотрению этих результатов был проведен 20-23 сентября 2016 г. в Эстес-Парке, штат Колорадо. Из переписки по электронной почте с Джимом Вудвордом я понял, что эти отчеты и материалы семинара в настоящее время проходят рецензирование для возможной публикации в начале 2017 года9. 0005

Главное здесь, если привести еще один пример, заключается в том, что существуют и другие подходы, помимо широко разрекламированных заявлений EmDrive. Было бы плохой услугой для наших читателей, если бы средства массовой информации зацикливались на одной теме, закрывая нам глаза на альтернативы.

Последствия

Если ЭмДрайв или Двигатель на Эффекте Маха действительно подлинны, то открывается новая физика или старая физика применяется в новом, незнакомом контексте. И то, и другое было бы глубоким. Сегодня преждевременно утверждать, что какой-либо из этих эффектов реален, или, наоборот, категорически исключать невозможность подобных двигательных амбиций. Когда обсуждения ограничиваются тем, чтобы исключить педантическое презрение и желаемое за действительное, и ограничиваются людьми, имеющими либо образование, либо опыт в смежных областях, можно столкнуться с множественными, даже расходящимися точками зрения.

Далее, даже если появляется новая физика-инженерия, преждевременно оценивать ее полезность. Количество факторов, которые учитываются при принятии решения о том, имеет ли технология преимущество перед другой, выходит далеко за рамки имеющихся данных. Вспомним, что характеристики первого самолета, реактивного двигателя, транзистора и т. д. — все это крошечные примеры того, во что превратились эти прорывы. В свою очередь, мы склонны забывать обо всех неудавшихся заявлениях, которые канули в безвестность. Мы просто не знаем достаточно сегодня, за или против, чтобы судить.

Я понимаю, что человеческое поведение требует быстрых и точных ответов, на основании которых мы можем действовать. Эта затянувшаяся неопределенность усугубляет ситуацию, особенно когда она приправлена ​​отвлекающей шумихой или пренебрежительным пренебрежением. Чтобы добраться до лежащей в основе реальности, мы должны продолжать фокусироваться на точности методов для получения надежных результатов, а не делать поспешных выводов о последствиях.

Что с этим делать

Если вам нужны окончательные ответы, то мы должны повысить надежность методов и данных и оставаться терпеливо открытыми, чтобы результаты были такими, какие они есть, хорошими новостями или плохими. Ранее я упоминал о неудачной тактике попыток получить ответы с помощью быстрых и дешевых экспериментов. Сколько неадекватных экспериментов и сколько лет требуется, прежде чем мы изменим нашу тактику? У меня не раз были эти дебаты с потенциальными источниками финансирования, и я надеюсь, что они читают сейчас, чтобы увидеть… «Я же говорил!» Извините, я не мог сопротивляться этому человеческому желанию эмоционально усилить хорошо аргументированную точку зрения. Чтобы разорвать круг бесконечных неправильных действий для получения окончательного ответа, мы должны начать более глубокую экспериментальную программу с использованием квалифицированных и беспристрастных лаборатории плюс квалифицированные и беспристрастных аналитиков. Конечно, таких поставщиков услуг найти нелегко, поскольку труднее всего добиться беспристрастности. Кроме того, для получения достоверного ответа может потребоваться три года, что как минимум лучше, чем 14 лет. И заслуживающие доверия эксперименты не будут дешевыми, но, вполне вероятно, намного меньше, чем сумма, потраченная на повторные «дешевые» эксперименты. Если какой-либо из этих предыдущих источников финансирования (или новых) читает это и, наконец, хочет получить заслуживающие доверия ответы, свяжитесь с нами. Tau Zero готов договориться с соответствующими лабораториями и аналитиками о проведении такой программы.

А что, если мы обнаружим прорыв? В этом случае мы рекомендуем различать две темы исследований: одну с инженерной точки зрения, чтобы подтолкнуть эффект к полезному воплощению, и другую с академической точки зрения, чтобы полностью расшифровать и сравнить новые эффекты с физикой в ​​целом. В обоих случаях нам необходимо:

1. Охарактеризовать параметры, влияющие на эффекты. Вместо того, чтобы просто тестировать одну конструкцию, измените параметры устройства и условия тестирования, чтобы получить достаточно информации для работы.

2. Вывести математические модели из этого более полного набора информации.

3. Применить эти модели для (а) оценки масштабируемости до практических уровней и (б) изучения новых явлений и их связи с другими фундаментальными физиками.

4. По всему вышеперечисленному провести и опубликовать исследование с упором на надежность результатов, а не на их значение.

Что делать тем из вас, кто не является ни исследователем, ни источником финансирования? Во-первых, перед репостом статьи найдите время, чтобы посмотреть, предлагает ли она новый и основная информация. Если это окажется пустым кликбейтом, то не делитесь им. Если в нем есть как новая информация со значимыми деталями, то поделитесь ею. Затем, когда вы читаете различные статьи, обратите внимание, какие источники предоставляют информацию, которая поможет вам понять ситуацию. Проводите больше времени с этими источниками и избегайте источников, которые этого не делают.

Что касается сомнительных сообщений в прессе, я пока не уверен, что с этим делать: «Китайская академия космических технологий (CAST), дочерняя компания Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники (CASC) и производитель Dong Fang Hong Satellites провела в Пекине пресс-конференцию, на которой объяснила важность исследования EmDrive и подвела итоги того, что Китай делает для продвижения технологии». В некоторых историях утверждается, что на орбите находится прототип устройства. Если это правда, я ожидал бы увидеть хотя бы одну фотографию устройства, испытываемого в космосе. Но посмотрим…

Когда я сталкиваюсь с неопределенными ситуациями и когда данные ненадежны, метод, который я использую для минимизации своих предубеждений, заключается в одновременном выдвижении противоречивых гипотез, как за, так и против. Затем, когда появляется новая достоверная информация, я вижу, какие из этих гипотез согласуются с этими новыми данными. В конце концов, после того, как будет накоплено достаточно надежных данных, становится легче увидеть реальность.

Примечание

Упомянутые устройства имеют несколько названий (например, EmDrive, EM Space Drive, Mach Effect Thruster, Mach-Lorentz Thruster), и версии, используемые в этой статье, имеют наибольшее количество поисковых запросов Google. хиты.

На Марс за 70 дней. Научная фантастика или факт?

6 декабря 2016 г. | Колин Пойтрас — UConn Communications

Радикально новая двигательная установка, разработанная НАСА, нарушает законы физики. Эксперт UConn Брайс Кассенти обсуждает, возможен ли «невозможный» электромагнитный привод.

EM Drive в конфигурации с прямой тягой. (Фото НАСА)

После нескольких месяцев спекуляций и слухов, НАСА наконец опубликовало свой долгожданный исследовательский документ о противоречивой двигательной установке EM Drive. Статья была недавно опубликована в рецензируемом журнале 9 Американского института аэронавтики и астронавтики.0007 Журнал движения и мощности . Если электромагнитная технология окажется надежной, она может радикально изменить то, как люди путешествуют в космосе, открывая возможность полетов на Марс всего за 70 дней. Но нет недостатка в скептиках, которые непреклонны в том, что этот двигатель — скорее научная фантастика, чем научный факт. Критики тут же отмечают, что влечение нарушает один из фундаментальных законов физики, а именно: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. В связи с тем, что научный мир гудит в свете последних событий, UConn Today обратился к профессору инженерии Брайсу Кассенти, эксперту в области передовых двигательных установок, чтобы помочь нам понять, что происходит.

В. Что такое силовая установка EM Drive и что делает ее такой уникальной?

  A.  Электромагнитный привод использует электромагнитные волны (например, радар) для создания тяги, что, очевидно, необходимо для ракетного двигателя. Привод состоит из усеченно-конической медной оболочки с пластиковым (полиэтиленовым) диском, закрывающим узкий конец усеченного конуса. Электромагнитная волна индуцируется внутри медной оболочки так же, как в микроволновой печи. Силовая установка уникальна, поскольку в устройстве не используются традиционные виды топлива или пропеллентов. Вместо этого, говоря простым языком, электромагнитные волны отражаются внутри конуса таким образом, что, как говорят некоторые, вызывают движение. В тестах НАСА сообщалось о тяге 1,2 миллиньютона на киловатт для ЭМ-двигателя, активированного в вакууме, что является очень, очень небольшим, но заметным движением. Не полагаясь на традиционное топливо, EM Drive сделает космические корабли легче и устранит потребность в огромном количестве топлива, необходимом в настоящее время для запуска космического корабля в дальние пункты назначения.

В. Что стоит за всем этим скептицизмом по поводу EM Drive, и как вы ко всему этому относитесь?

A. Несмотря на то, что ЭМ-привод создавал тягу в этих испытаниях, во время процесса не было выброшено никакой массы или частиц. Это нарушение третьего закона движения Ньютона, который гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Действие и противодействие есть прямой результат сохранения импульса. Нарушение такого основного закона, как сохранение импульса, обесценило бы большую часть основы всей физики, какой мы ее знаем. Следовательно, многие ученые и инженеры считают, что измерения тяги, представленные для ЭД-привода, являются следствием экспериментальной ошибки. К этому следует добавить тот факт, что те, кто считает результаты достоверными, еще не имеют экспериментально или теоретически правдоподобного доказанного физического объяснения. Лично я считаю, что есть мирское объяснение результатам. Например, электрические токи — это нагревающие компоненты внутри Двигателя, которые расширяются во время экспериментов, вызывая движение, которое может проявляться как сила. Устранить такие эффекты очень сложно, хотя авторы журнальной статьи пытались устранить не только эти тепловые эффекты, но и многие другие возможные источники экспериментальных ошибок. Чрезвычайно сложно знать наверняка, что все возможные источники ошибок были удалены. Единственный надежный метод — иметь гипотезу (или теорию), которую можно проверить независимо.

В. Тот факт, что исследования НАСА прошли экспертную оценку, объявляется важным шагом. Что именно означает одобрение коллег в контексте продолжающихся исследований?

A. Экспертная оценка важна, так как это означает, что другие эксперты проверили работу, а результаты являются профессиональными и достаточно важными, чтобы распространять их среди других членов сообщества. Однако это не означает, что рецензенты считают результаты достоверными. Рецензент журнальной статьи, с которым я разговаривал перед отправкой статьи, не считает, что результаты указывают на какую-либо новую физику. Но этот человек посчитал, что результаты достаточно загадочны, чтобы их можно было опубликовать.

В. Если ЭМ-привод действительно работает, значит ли это, что Ньютон был неправ и что существуют другие таинственные аспекты физики, которые мы до сих пор не понимаем?

A. Если результаты верны, это определенно указывает на новую физику. Уже было показано, что законы Ньютона неприменимы при высоких относительных скоростях (где применима специальная теория относительности), в больших гравитационных полях и с молекулами очень малого размера. Но Ньютон по-прежнему в основном прав. Конечно, есть много аспектов физики, которые мы не понимаем. Некоторые аспекты настолько загадочны, что мы даже не знаем, с чего начать!

В. Кажется, все в восторге от того, что ЭМ-привод будет испытан в космосе в качестве следующего шага. Какие преимущества дает тестирование устройства в космосе по сравнению с испытанием на Земле?

A. Если ЭМ-привод испытать в космосе, то ускорение можно будет измерить напрямую, что устранит всю путаницу, связанную с измерением силы. Пространство обеспечило бы идеальный вакуум, поэтому устройство не нужно было бы помещать в вакуумную камеру, и оно обеспечило бы невесомую среду, устраняющую необходимость в поддержке (текущие тесты полагаются на балансир, поэтому любые результирующие силы могут быть измерены). ). Но космические миссии обходятся дорого — запуск одного фунта материала на орбиту стоит 10 000 долларов. Возможно, лучше сначала попытаться экспериментально найти причину измерения тяги, и только когда стоимость на земле начнет приближаться к стоимости орбитальной миссии, следует проводить эксперимент в космосе.

В. Есть ли что-нибудь еще, что вы хотели бы рассказать о EM Drive, чтобы помочь нам понять?

A. Нет, но за свою профессиональную жизнь я видел несколько из этих захватывающих экспериментальных или теоретических результатов, опубликованных в рецензируемой литературе. До сих пор доходила только реальность черных дыр. Итак, исходя из моего опыта, вероятность того, что это выдержит дальнейший анализ и тестирование, кажется незначительной. Но это не ноль.

EM Drive — космический двигатель, нарушающий законы физики — INOVATIVE LERNERS

Привет друзья, сегодня мы собираемся обсудить двигатель, который считался невозможным. Недавно исследовательская работа получает экспертную оценку.

Этот документ посвящен исследованию, проведенному НАСА на невозможном двигателе EM Drive. Исследование показывает, что этот загадочный двигатель генерировал небольшую тягу в ходе лабораторных испытаний.

Что такое ЭМ-двигатель :

Электромагнитный привод — это теория о движении, достигаемая с помощью электромагнитных волн, впервые предложенная аэрокосмическим инженером Роджером Шойером в 2001 году. Идея заключалась в бестопливной двигательной установке. Но вопрос в том, как можно получить кинетическую энергию без затрат топлива?

Чтобы во всем этом разобраться, давайте поговорим о принципе его работы. Второй закон Ньютона гласит, что скорость изменения количества движения равна силе. Электромагнитная волна, движущаяся со скоростью света, имеет небольшой импульс (незначительный), который передается отражателям, что приводит к крошечной силе.

У вас может возникнуть мысль, как ЭМ волны имеют импульс, так как масса покоя фотона равна нулю? Здесь масса покоя равна нулю, но фотон имеет некоторое количество эффективной/связанной массы, а также с ним связано небольшое количество импульса.

Почему невозможно :

Теоретически это явление EM Drive невозможно. Это потому, что это нарушает некоторые основные законы физики. Акк. Согласно 1-му закону Ньютона состояние любого тела не меняется до тех пор, пока к нему не будет приложена какая-либо внешняя сила. Но здесь не действует никакое внешнее физическое взаимодействие. Для каждого действия должна быть равная и противоположная реакция, как утверждает Второй закон Ньютона.

Но в случае ЭМ привода выхлоп из системы не выбрасывается. Физик Майкл МакКаллох описывает это все. Его теория имеет дело с инерцией и эффектом Унру (концепция, предсказанная теорией относительности). Акк. которому ускорение относится к теплу. Поскольку это концепция относительности, ньютоновская физика не имеет этому объяснения.

Двигатель EM Drive :

Возможен двигатель, основанный на принципе EM Drive. РЧ-двигатель с резонансным резонатором — это гипотетическая машина, работающая по этой теории. Поговорим о работе двигателя с ЭМ приводом.

Это устройство состоит из двух отдельных систем, замкнутого усеченного конуса и ряда магнетронов. Магнетрон генерирует электромагнитные волны, которые проецируются на короткий конец усеченного конуса. Следовательно, это придает импульс двигателю, благодаря которому толчок действует на короткий конец. И двигатель продвигает корабль вперед.

Примечание: Магнетрон представляет собой трубчатое устройство для генерации электромагнитных волн из электрического тока в присутствии магнитного поля. Он работает, ускоряя электроны в магнитном поле. Магнетрон также является очень полезной частью собственной микроволновой печи для приготовления пищи.

Здесь вводом является электрическая энергия, которую можно генерировать с помощью солнечных батарей. Мы используем этот усеченный конус, потому что с уменьшением площади скорость/импульс увеличиваются. Этот привод чем-то похож на то, как мы толкаем руль в автомобиле, чтобы он двигался вперед.

Проведенные исследования по ЭМ-приводу:

• В 2001 г. Роджер Шойер разработал и испытал ЭМ-привод. Он достиг силы 0,016 Ньютона при входной мощности 850 Вт. В то время это считалось результатом экспериментальных ошибок.
• В 2010 году группа китайских исследователей построила свою собственную версию и несколько раз тестировала привод с 2012 по 2014 год. Результаты были очень поразительными: до 0,75 Ньютона при входной мощности 2500 Вт. Они также заявили, что будут строить космический корабль на этом принципе до 2023 года9.0066
• В 2014 году исследователи НАСА протестировали собственную версию, но результаты не удовлетворили. Но в то время результаты не были удовлетворительными. НАСА продолжает попытки, и в середине 2015 года они добились некоторой чистой положительной тяги.
• Еще одно испытание, проведенное той же командой НАСА в конце 2015 года. Эта команда исправила все ошибки, допущенные в предыдущих попытках, и добилась тяги 1,2 мН. Это в 100 раз больше, чем у космического корабля на солнечных батареях. Исследовательская работа по EM Drive прошла экспертную оценку в ноябре 2016 года и опубликована в Американском институте аэронавтики и астронавтики.

Почему EM Drive :

Мы тратим много времени на эту невозможную физическую теорию. Но почему? Причина этого — наше будущее. Если мы добьемся успеха, то наше будущее будет удивительным.

• Увеличенный срок службы спутника: Здесь нам не требуется топливо для движения. Значит космический корабль на основе этой технологии может работать непрерывно. Если мы используем катодную трубку самого высокого качества, то этот тип двигателя может работать около 45 лет.
• Faster Than Fast : По расчетам его скорость будет в 4 раза больше, чем у настоящего двигателя. Путешествие на Марс займет около 70 дней.
• Enhanced Payload : Сателлиты 20 тонов будут очень распространенной практикой с этой технологией. По мере увеличения полезной нагрузки одним приводом можно перевозить больше оборудования. Вес этого двигателя всего 15 кг.
• Межзвездные миссии : В будущем у нас будет космический корабль с очень высокой скоростью, большим сроком службы и увеличенной полезной нагрузкой. Выпрыгнуть из пропасти между Галактиками будет так же просто, как мы доберемся до планеты Юпитер.
• Гибкое изменение орбиты : Неограниченный источник энергии от солнечной панели через бортовые батареи позволяет неограниченно регулировать орбиту на постоянной основе.
• Социальные и коммерческие преимущества : Побережье запуска будет снижено, в результате чего связь станет экономичной. Увеличение количества спутников откроет новые рынки и обеспечит более универсальное покрытие во всех регионах и странах.

Это всего лишь исследование, проверка концепции. Предстоит проделать большую работу, чтобы спроектировать работающий космический аппарат с использованием этой концепции. Но это определенно станет нашим будущим.
Спасибо за прочтение. Чтобы связаться с нами, как мы на facebook.

Author Onkar ChopraPosted on December 8, 2016 March 10, 2017 Categories Flying Machines, Space ScienceTags future tech, Impossible propulsion system

EmDrive — RationalWiki

The NASA EmDrive experiment

EmDrive — безреактивный привод космического корабля, предложенный Роджером Шойером в 1999 году. Главное в нем то, что если он работает, то несколько очень хорошо понятых и проверенных принципов физики полностью выходят за рамки окна.

Хотя величина эффекта должна быть легко измерена, поскольку она намного больше, чем гравитационные силы, измеренные в эксперименте Кавендиша более 200 лет назад, различные эксперименты, проведенные до настоящего времени, страдали от серьезных проблем с их экспериментальным планом. и методы измерения. До сих пор никто даже не тестировал устройство как закрытую систему, несмотря на то, что это вполне достижимо при уровнях мощности, используемых в некоторых экспериментах. Кроме того, опубликованные измерения страдают серьезным дрейфом и другими проблемами, указывающими на проблемы с устройством, а измерения при различных ориентациях и уровнях мощности дают противоречивые результаты.

Эта концепция привлекла значительное внимание прессы в 2015 году после того, как кто-то из лаборатории НАСА Eagleworks, которая специализируется на исследовании почти наверняка ошибочных идей Богородицы на основе «что, если», опробовал эту идею, и пресса с ума сошла с ума. представление о том, что это означало, что НАСА одобряет его. ^[2]

Содержание

• 1 История постоянно уменьшающихся эффектов
• 2 Как это должно работать
• 3 Нарушение законов сохранения
• 4 Аналогичные устройства
• 5 Разоблачен
• 6 Внешние ссылки
• 7 Каталожные номера

История постоянно уменьшающихся эффектов[править]

Изобретатель утверждает, что устройство (двигатель) работает, насыщая резонатор микроволновым излучением; излучение оказывает давление на стенки полости. Это очень похоже на то, как заставить машину двигаться вперед, сидя внутри нее и нажимая на руль, или используя вентилятор, чтобы надуть парус; ^{[3] 9Импульс 0493 просто так не работает. Однако, если вы на самом деле не понимаете физику, это потенциально чрезвычайно увлекательно!}

Шойер утверждает, что из-за «релятивистских эффектов» полость (в форме усеченного конуса) будет испытывать большее усилие на большой конец, чем на маленький конец, из-за групповой скорости волн, изменяющейся в зависимости от локального диаметра полость различается. ^[4] То есть: благодаря специальной теории относительности классический электромагнетизм может нарушать закон сохранения импульса. Это полная ерунда, но для этого нужно знать физику.

В 2001 году Шойер получил от британского правительства грант в размере 45 000 фунтов стерлингов на изучение этой идеи. Он утверждал, что при мощности 850 ватт он получил силу в 0,016 ньютона. (О силе притяжения копейки. Это было в пределах экспериментальной погрешности.)

New Scientist написали о нем довольно благоприятную статью в 2006 году, хотя после жалоб они позже сделали пометку в блоге New Scientist , что им следовало более подробно осветить критику привода. ^[5]

Китайские исследователи из Северо-Западного политехнического университета во главе с Яном Хуаном заявили, что в 2008 году они независимо друг от друга проверили теорию, лежащую в основе EmDrive ^[6] , и в 2010 году сконструировали устройство мощностью киловатт ^[7] , 750 мН измеренной тяги при входной мощности 2500 Вт.

Несколько исследователей НАСА начали изучать эту идею в 2014 году.1,2 мкН при входной мощности 17 Вт в течение пяти запусков с чистой пиковой тягой 116 мкН. Эти измерения находились далеко за пределами диапазона погрешности торсионного маятника, используемого для обнаружения тяги, и, таким образом, по крайней мере, возможно, значительны, хотя существует множество других сил, которые потенциально могли вызвать этот эффект. ^[9]

Неудачный эффект от того, что кто-либо из НАСА вообще посмотрел на это, заключался в том, что пресса и недалекие люди восприняли это как одобрение НАСА . Этому не способствовал совершенно неофициальный новостной сайт NASA Spaceflight, выдвинувший эту историю9. 0492 [10] , отметив, что «сообщество энтузиастов, инженеров и ученых с нескольких континентов объединило усилия на форуме NASASpaceflight.com EM Drive, чтобы тщательно изучить эксперименты и обсудить теории работы EM Drive», не отметив, что они запретил все скептические обсуждения на указанном форуме на случай, если это отпугнет экспериментаторов или Шойера (ни один из которых не присутствовал в первую очередь). ^[11]

В ноябре 2016 года команда Eagleworks завершила серию тестов и написала статью, которая была принята к публикации в рецензируемом Журнал движения и мощности . ^[12] Итог был представлен следующим образом:

Как это должно работать? «Теория» Шойера основана на специальной теории относительности, по крайней мере, как ее понимает Шойер: он утверждает, что излучение внутри полости имеет меньший импульс в узком конце полости из-за уменьшения групповой скорости, и что результирующая сила против большой конец выше.

^[13] Силы, действующие на наклонные стороны резонатора, отбрасываются как «незначительные», когда простое применение законов сохранения сделало бы их в точности равными любому изменению импульса электромагнитной волны, распространяющейся вдоль резонатора из-за геометрии этих поверхностей. Теория Шойера запутана и непоследовательна, с непониманием принципа эквивалентности и очевидным предположением об абсолютной универсальной системе покоя (он и доктор Гарольд Уайт утверждают, что устройство теряет эффективность по мере ускорения 9).0492 [14] ^[15] , и Шойер утверждает, что привод лучше всего использовать для зависания вместо ускорения ^[16] , несмотря на то, что нет никакой разницы между зависанием и ускорением на скорости 9,8 м/с ^{2 [ 17]} ) и многие другие проблемы. Забавно, что он, кажется, не только верит в существование системы абсолютного покоя, но и, по-видимому, полагает, что поверхность Земли покоится по отношению к ней.

Китайские исследователи предполагают, что это каким-то образом основано на электромагнетизме и законе Максвелла, а группа доктора Уайта считает, что микроволны отталкивают «виртуальные частицы квантового вакуума» в резонаторе. Доктор Фернандо Минотти, исследователь CONICET, в статье 2013 года под названием «Скалярно-тензорные теории и асимметричные резонансные полости» отметил, что предполагаемая тяга, создаваемая Emdrive, может быть объяснена некоторыми скалярно-тензорными теориями гравитации. Кроме того, доктор Майкл Маккалох в статье под названием «Можно ли объяснить Emdrive с помощью квантованной инерции?» ^[18] отметил, что тяга, создаваемая EmDrive, может быть объяснена излучением Унру, которое заставляет фотоны в широком конце полости иметь большую инерционную массу, чем фотоны в узком конце, заставляя полость проявлять тягу в направлении узкий конец.

Несколько выдающихся физиков заявили, что эта концепция невозможна. ^[19] Кандидат наук. Физик Джон Костелла в своей соответствующей статье объяснил, почему.

Нарушение законов сохранения[править]

Шойер утверждает, что EmDrive не бездействует и не нарушает никаких законов физики. К сожалению, это противоречит его другим заявлениям о том, что он производит тягу как закрытая система.

«Реактивные двигатели», такие как ракеты, основаны на сохранении импульса: некоторая форма топлива выбрасывается в одном направлении, а корабль получает такое же количество импульса в противоположном направлении. Топливо, выбрасываемое реактивным двигателем, не обязательно должно быть материальным веществом: фотоны несут импульс, пропорциональный их энергии, поэтому двигатель, который просто направленно испускает фотоны, будет создавать тягу (хотя и очень небольшую тягу для данной входной мощности). Это не закрытые системы, все движущие силы реакции полагаются на то, что что-то покидает систему, чтобы унести импульс.

Утверждается, что EmDrive, с другой стороны, производит гораздо большую тягу, чем фотонный двигатель той же мощности, и делает это как закрытая система без испускаемого излучения. Он не выбрасывает никакого топлива, и поэтому не может сбалансировать набираемый им импульс, что делает его «безреактивным» двигателем. Если бы он следовал закону сохранения импульса, он бы не ускорялся.

С сохранением энергии дело обстоит немногим лучше. EmDrive специально заявлен как обратимая электрическая машина: входная мощность вызывает ускорение в одном направлении, ускорение в другом вызывает выходную мощность. ^[20] Каждый объект, лежащий на поверхности Земли, испытывает ускорение 9,8 м/с ² без затрат энергии, поэтому утверждения Шойера приводят к выводу, что EmDrive, просто стоящий на земле, представляет собой устройство со свободной энергией, производящее бесконечное количество энергии. выходная мощность от гравитационного ускорения.

Кроме того, прямое преобразование энергии в тягу обязательно нарушит закон сохранения энергии, если только отношение энергии к тяге не лучше, чем у фотонной ракеты (кстати, у фотонных ракет ужасно ужасная эффективность).
9{2}}

Предположим, запущен космический корабль с приводом от EmDrive, который поддерживает ускорение 9,8 м/с ² или 1G. Он имеет массу один миллион килограммов, что составляет примерно половину стартовой масса космического челнока до того, как он был списан. Тяга, измеренная в эксперименте НАСА, не превышала 116 мкН при подводимой мощности 17 Вт, что дает потребляемую мощность 0,147 Вт/мкН. Кораблю потребуется 9,8 меганьютонов, чтобы разогнаться до 9,8 м/с ² , что потребует колоссальных 1,4 триллиона ватт, что составляет более половины всего энергопотребления Земли. Чтобы не противоречить специальной теории относительности, скорость корабля всегда измеряется относительно Земли.

При скорости 200 км/с кинетическая энергия корабля составляет 20 квадриллионов джоулей. Если он ускорится в течение 1 секунды, его кинетическая энергия увеличится до 20,002 ПДж, увеличившись на 1,96 триллиона джоулей. Однако было потрачено всего 1,4 триллиона джоулей, а это означает, что одна секунда ускорения создала 560 миллиардов джоулей из ничего.

Сторонники EmDrive предположили, что эффективность EmDrive снижается со скоростью. ^[15] Это порождает еще более серьезные проблемы, например, как будет меняться ускорение корабля в зависимости от скорости наблюдателя относительно корабля. Если бы корабль двигался близко к Земле со скоростью 200 км/с, наблюдатели на Земле должны были бы наблюдать, как корабль ускоряется на ~7 м/с9.0492 2 , чтобы не нарушался закон сохранения энергии, но пассажиры корабля настаивали бы на том, что он ускоряется на 9,8 м/с ² ; поскольку при скорости менее 10% скорости света не происходит значительного замедления времени, его можно исключить как решение несоответствия. Предположение, что существует какая-либо универсальная система отсчета, означает, что специальную теорию относительности следует выбросить в окно. Учитывая, что существует гораздо больше доказательств того, что специальная теория относительности верна, чем доказательств того, что EmDrive работает, должно быть очевидно, почему EmDrive до сих пор в значительной степени игнорируется научным сообществом.

В статье Гарольда Уайта была сделана попытка доказать, что ионные двигатели также нарушают закон сохранения энергии. ^[21] В приведенном примере космический корабль массой 9460 кг использует 540 кг топлива для увеличения скорости на 1 км/с, потребляя 174 гигаджоуля энергии. По отношению к космическому микроволновому фону корабль первоначально двигался со скоростью 371 км/с, а затем разогнался до 372 км/с, что привело к изменению кинетической энергии корабля на 33 649 ГДж. Самая большая ошибка в статье — исключение знака; полное изменение энергии действительно равно -33 649ГДж. Энергия не «уничтожается»; при учете кинетической энергии топлива потери энергии отсутствуют. Еще больше сбивает с толку тот факт, что Уайт сравнивает кинетическую энергию корабля и в качестве топлива до ускорения с кинетической энергией только корабля после его ускорения. Имеет смысл сравнивать изменение кинетической энергии топлива и корабля по отдельности; когда суммарные изменения кинетической энергии корабля и топлива складываются вместе, результат — подождите — 174 гигаджоуля! Оказывается, сохранение импульса приводит к сохранению энергии.

Подобные устройства[править]

Команда Eagleworks в НАСА исследовала похожее устройство под названием w, которое также продемонстрировало способность создавать тягу — опять же, его принцип работы аналогичен EmDrive, но, по словам Шойера, несколько менее эффективен. Изобретатель Cannae Drive Гвидо Г. Фетта предположил, что привод создавал тягу частично за счет радиальных прорезей, выгравированных вдоль нижнего края внутренней части резонатора. Однако команда НАСА доказала ложность этой идеи, протестировав «нулевой» диск, у которого не было слотов в нижней части. Оба привода создавали примерно одинаковую тягу, что указывает на то, что прорезь не влияла на тягу. Третье устройство управления также было испытано с ВЧ-нагрузкой, но без использования резонансного резонатора, что, как и ожидалось, привело к отсутствию тяги.

НАСА планирует модернизировать свое оборудование до более высоких уровней мощности, использовать вакуумные ВЧ-усилители с диапазоном мощности до 125 Вт и спроектировать новый конусообразный резонатор, который, как ожидается, будет создавать тягу в диапазоне 0,1 Н/кВт. Затем тестовый образец будет отправлен в другие лаборатории для независимой проверки и дальнейшей оценки технологии, в Исследовательский центр Гленна, Лабораторию реактивного движения и Лабораторию прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Разоблачен[править]

Наконец, исследователи проверили магнитные взаимодействия и обнаружили основную системную ошибку, приводящую к воспринимаемой тяге. Когда кабельные петли были экранированы должным образом, эффект исчез, показывая, что этот привод действительно невозможен. ^[22]

Внешние ссылки

↑ Статья Wired. uk об экспериментах НАСА — статья очень оптимистичного блогера. Их репортажи за 2015 год более острые.

↑ В то время как EmDrive может обеспечивать подъемную силу для противодействия гравитации (и, следовательно, не теряет кинетическую энергию), требуется вспомогательная силовая установка для обеспечения кинетической энергии для ускорения транспортного средства. [2]

Невозможный двигатель EmDrive преодолел первое препятствие доверия

После многих лет необоснованной шумихи и сомнительных экспериментальных утверждений EmDrive, «невозможный» двигатель, который, как утверждается, создает тягу, нарушая законы движения Ньютона, получил свою первую опубликованную рецензируемую статью.

На прошлой неделе группа исследователей из лаборатории Eagleworks, связанной с НАСА, опубликовала статью с описанием серии испытаний EmDrive. Они говорят, что их методология учитывала почти все возможные ошибки и возвращала результаты, указывающие на то, что устройство создает тягу, что является очевидным нарушением третьего закона движения Ньютона. Привод работает, отражая микроволны внутри конусообразной камеры, по-видимому, создавая тягу, хотя устройство ничего не излучает. Это противоречит законам физики, как мы их понимаем, которые утверждают, что каждое действие должно иметь равное и противоположное противодействие. Например, обычные ракеты на основе топлива толкаются вперед за счет выброса перегретого газа из сопла.

Литания проблем

Критики сравнивают EmDrive с попыткой сдвинуть автомобиль с места, залезая внутрь и толкая лобовое стекло. Это нарушение фундаментальных принципов вызвало критику со стороны научного сообщества с тех пор, как устройство было впервые предложено в начале 2000-х годов британским исследователем Роджером Шойером. Испытания устройства выявили некоторые вопиющие недостатки, и одна китайская команда была вынуждена отказаться от результатов эксперимента 2012 года после того, как пришла к выводу, что они были вызваны тепловым расширением испытательного устройства. А тесты EmDrive никогда раньше не проходили экспертную оценку, а это означает, что результаты не проверялись другими учеными. С этой статьей, опубликованной в Journal of Propulsion and Power исследователи преодолели первое препятствие на пути к легитимности.

Это не означает, что EmDrive действительно работает. Прохождение рецензирования просто означает, что другие ученые изучили их данные и методологию и объявили их надежными. Еще могут быть экспериментальные огрехи, которые пока никто не смог отловить. Кроме того, никто еще не повторил их эксперимент и не получил подобных результатов, что является еще одним ключевым шагом в этом процессе.

Улучшенный эксперимент

Чтобы проверить, создает ли EmDrive тягу, исследователи установили его на маятник, который качался, указывая на движение. Они тестировали устройство на разных уровнях тока и каждый раз получали положительные результаты. Их результаты показывают, что устройство выдает 1,2 миллиньютона тяги — или достаточно, чтобы разогнать спутник весом один килограмм до одной мили в час в течение примерно шести минут — на каждый киловатт мощности, пропущенной через него. Важным шагом было то, что они также протестировали EmDrive в условиях вакуума и сообщили, что он работает почти так же. Заметная критика более ранних тестов заключалась в том, что тепло, выделяемое устройством, могло быть причиной кажущегося движения. Перемещение эксперимента в вакуум обеспечивает более совершенную среду для проведения тестов.

Помимо открытия новых областей физики, бестопливное устройство, такое как EmDrive, было бы чрезвычайно полезно для продолжительных миссий в космосе. Устройство работает только на электричестве, а это означает, что космическому кораблю не нужно будет брать с собой какое-либо топливо, и он сможет питаться только с помощью солнечных батарей. Двигатель гораздо менее мощный, чем обычные ракеты и даже ионные двигатели, используемые в настоящее время на некоторых космических кораблях НАСА, но обе эти конструкции двигателей требуют наличия топлива на борту. Существуют и другие бестопливные методы движения, такие как световые паруса и лазерные двигатели, но они на порядки слабее, чем утверждает EmDrive.

«НАСА с нетерпением ждет научных дискуссий с более широким техническим сообществом, которые состоятся на основе публикации результатов экспериментов группы Eagleworks, — сказал Джей Болден, специалист по связям с общественностью в Космическом центре Джонсона НАСА. «Это часть того, что НАСА делает для исследования неизвестного, и агентство привержено и сосредоточено на приоритетах и ​​инвестициях, определенных в Стратегическом плане инвестиций в космические технологии НАСА. Благодаря этим инвестициям НАСА разовьет возможности, необходимые для отправки людей в космос дальше, чем когда-либо прежде».

Место для ошибки

Однако список возможных смешанных переменных длинный. В своей статье исследователи обращаются к девяти из них, включая все, от вибраций до магнитных взаимодействий с внешним оборудованием. Один из самых больших возможных источников ошибки связан с тепловым расширением радиатора, прикрепленного к устройству. В их экспериментальной конфигурации радиатор смещен от центра тяжести устройства, а это означает, что по мере его расширения он может привести к перемещению EmDrive.

Как может работать EmDrive? Гарольд «Сонни» Уайт, главный исследователь проекта и давний сторонник двигателей на периферии науки, поддерживает теорию, которая предполагает, что пустое пространство на самом деле не так уж пусто. Если это так, то должна быть возможность обмениваться импульсом с этим «квантовым вакуумом».

«Предполагается, что [EmDrive] отталкивается от квантовых флуктуаций вакуума, а двигатель генерирует объемную объемную силу и движется в одном направлении, в то время как в квантовом вакууме устанавливается след, который движется в другом направлении», — пишут авторы. написать в газете.

Однако эта теория может быть основана на неправильном толковании квантового вакуума. Как заявляет физик из Калифорнийского технологического института Шон Кэрролл в статье Discover от 2014 года:

«Существует квантовый вакуум, но он совсем не похож на плазму. В частности, у него нет опорной рамы, так что не на что упираться, поэтому вы не можете использовать его для движения».

Другое объяснение основано на эффекте Маха, теории, предложенной в 1990 году физиком Джимом Вудвордом, профессором физики Калифорнийского государственного университета, предполагающим, что сила, приложенная к объекту, может храниться внутри него, чтобы использоваться позже. С этой точки зрения микроволны просто увеличивают внутреннюю энергию EmDrive, которая проявляется в виде тяги.

Однако обе эти теории остаются недоказанными и являются лишь двумя из возможных объяснений того, что здесь происходит. Более вероятно, что ученые просто упустили источник ошибки где-то в экспериментальной установке.

«Я подозреваю, что там действительно что-то есть», — говорит Вудворд, обращаясь к Материнской плате . «Но результат, который они видят, на самом деле не может быть объяснен с точки зрения теории, которую они предлагают. Итак, вопрос: что вызывает это?»

Конечно, физикам не чужды ложные срабатывания. Всего четыре года назад свидетельство существования нейтрино, движущихся быстрее скорости света, всколыхнуло физическое сообщество. Последующие тесты показали, что это явление не более захватывающее, чем результат неправильного подключения кабеля. Точно так же предварительные результаты Большого адронного коллайдера в декабре прошлого года, казалось, указывали на присутствие совершенно новой частицы. Дальнейшее тестирование показало, что значительный скачок в данных был просто статистической аномалией.

EmDrive вполне может оказаться еще одним в длинной череде разрекламированных экспериментов, которые проваливаются при ближайшем рассмотрении. Тем не менее, эксперимент поднимает интересные вопросы о нашем понимании квантовой механики и подчеркивает перспективность двигателей без топлива.

По крайней мере, это должно служить напоминанием об опасности стать жертвой ажиотажа.

Первоначально эта статья появилась на Discover.

У лидера НАСА EmDrive новый межзвездный проект

Дэниел Оберхаус

      | Наука

| 10 мая

Гарольд Уайт покинул НАСА в декабре, чтобы присоединиться к новой некоммерческой организации, занимающейся созданием технологий, позволяющих вывести людей за пределы Солнечной системы и за ее пределы.

Фото: КЕЙСИ ЧИН; ГЕТТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА недостаточно велика для Гарольда Уайта, но это только начало. 54-летний физик посвятил свою карьеру исследованию передовых концепций двигателей, которые, как он надеется, могут доставить людей во внешние части Солнечной системы и, в конечном итоге, в неизведанные пустоши межзвездного пространства. Обычные ракетные двигатели слишком медленны, чтобы преодолевать такие огромные расстояния в человеческом масштабе времени, поэтому Уайт сосредоточился на более экзотических решениях, таких как варп-двигатели со скоростью, превышающей скорость света, и квантовые вакуумные двигатели, которые получают импульс от самого пространства-времени.

Исследовательская родословная Уайта может звучать так, как будто она была заимствована у сумасшедшего ученого из бульварного научно-фантастического романа, но большая часть его работы была проделана в качестве руководителя Лаборатории передовой двигательной физики НАСА в Космическом центре Джонсона. Лаборатория, которую Уайт назвал Eagleworks, была основана в 2009 году для исследования передовых рубежей физики в поисках следующего крупного прорыва в области космической энергетики и двигателей. В декабре Уайт покинул лабораторию, которой руководил в течение десяти лет, и возглавил отдел исследований и разработок в Институте безграничного космоса, новой некоммерческой организации в Хьюстоне, работающей над ускорением исследования человеком межзвездного пространства.

«Это казалось прекрасной возможностью более целенаправленно добиваться повышенной мощности и тяги с чуть большей интенсивностью», — говорит Уайт. «Это был мой личный выбор и следующий шаг к моей высшей цели: дать возможность человеку исследовать внешнюю часть Солнечной системы и другие звезды».

Институт безграничного космоса был основан в прошлом году Камом Гаффарианом, инженером и предпринимателем, который также основал ядерно-энергетическую компанию X-energy и Stinger Ghaffarian Technologies, одного из крупнейших инженерных подрядчиков НАСА. Его новая организация планирует развивать передовые технологии космической энергетики и двигателей посредством сочетания собственных исследований, грантов и партнерских отношений с другими учреждениями, включая Eagleworks НАСА. Ранее в этом месяце Гаффарян объявил о первом раунде грантов межзвездной инициативы некоммерческой организации, который предоставит исследователям до 250 000 долларов для работы над проблемами, связанными с межзвездными путешествиями.

«Инициатива была создана, чтобы поощрять и спонсировать других людей, занимающихся теоретической и эмпирической работой, которая, как мы надеемся, поможет повысить зрелость и возможности межзвездного исследовательского сообщества», — говорит Уайт.

В сентябре Limitless выберет первый раунд грантополучателей, и институт предоставит соискателям карт-бланш на определение того, какие исследования они хотят проводить. Единственным условием в конкурсе предложений является то, что исследование в конечном итоге должно быть направлено на то, чтобы космический корабль «двигался невероятно быстро». Тем временем Уайт говорит, что институт сосредоточился на нескольких основных темах исследований, связанных с мощностью и движением. Некоторые из этих областей включают работу с известными физическими и инженерными концепциями. Например, институт планирует сотрудничать с университетами для разработки малых ядерных реакторов мощностью не более 10 мегаватт. Уайт говорит, что эти реакторы сначала будут разрабатываться для наземных применений с прицелом на их интеграцию с космическими кораблями позже.

Уайт также будет проводить исследования, основанные на его работе в НАСА над EmDrive, так называемым «невозможным двигателем», который создает тягу без топлива, отражая радиоволны в металлическом конусе. Испытательное устройство EmDrive, которое использовали Уайт и его коллеги, представляло собой усеченный медь — конус с обрезанной вершиной — длиной чуть меньше фута. Во время испытаний его поместили в вакуумную камеру, а устройство за пределами камеры посылало микроволны на антенны внутри конуса. То, как эти микроволны создают тягу внутри конуса, является предметом разногласий в теории.

Если EmDrive или что-то подобное заработает, это станет огромным подспорьем для освоения космоса. Нам больше не придется таскать с собой все наше топливо, что является основным ограничением того, как далеко люди могут путешествовать в космос. Кроме того, потенциально он может производить гораздо большую тягу, чем обычный двигатель. Это означает, что полеты человека к внешней части Солнечной системы могут занять всего год или два, а не десятилетие. Но настоящая вишенка на торте в том, что EmDrive — или что-то подобное — откроет двери для межзвездных путешествий. Наш ближайший звездный сосед находится в 4 световых годах от нас; Потребуются тысячи лет, чтобы добраться до него с помощью обычной ракеты. Если мы хотим отправиться к звездам, нам понадобится форсированный двигатель.

В 2016 году Уайт и его команда из НАСА опубликовали первые экспериментальные данные, прошедшие экспертную оценку, которые, по-видимому, показывают, что EmDrive действительно создает тягу. Результаты эксперимента Уайта и теория, стоящая за ним, остаются спорными. Никто не может прийти к единому мнению о том, действительно ли устройство создавало тягу, и как это объяснить, если да. Но тот факт, что НАСА даже поддерживало такого рода далеко идущие исследования, было хорошей новостью для всех, кто планировал отпуск на Альфе Центавра.

В Limitless Уайт хочет продолжить исследования, но он не будет строить никаких двигателей — по крайней мере, пока. Вместо этого он будет исследовать фундаментальную физику, которая, как он и другие считают, может объяснить, как работают экзотические силовые установки, такие как EmDrive. Он называет ее динамической моделью вакуума, и она затрагивает суть того, о чем мы говорим, когда говорим о «физической реальности».

Большинство физиков сегодня рассматривают физический мир как суп из субатомных частиц, таких как фотоны, кварки и нейтрино, в котором местоположение частицы в любой момент времени является вопросом вероятности. Эта картина реальности известна как копенгагенская интерпретация квантовой механики. Это может быть самая популярная научная теория реальности, но далеко не единственная. Конкурирующая точка зрения, известная как теория пилотной волны, утверждает, что квантовый мир детерминирован. В этой теории субатомные частицы «пилят» по определенному пути, как поезд на рельсах, и единственная причина, по которой их местоположение кажется недетерминированным, заключается в том, что мы не понимаем более глубокое квантовое поле, которое в конечном итоге может составлять реальность.

Это квантовое поле называется квантовым вакуумом, и его можно рассматривать как обширный волнообразный пол, на котором построена остальная реальность. Если бы вы вынули всю материю из Вселенной и понизили температуру до абсолютного нуля, то остался бы только квантовый вакуум. Мы привыкли думать о вакууме как о совершенно пустом, но квантовый вакуум никогда не бывает по-настоящему пустым. Электромагнитные волны и частицы постоянно появляются и исчезают, и именно эти колебания энергии порождают физический мир.

Это довольно головокружительная штука, но если физики смогут лучше понять квантовый вакуум (при условии, что он существует), они, в принципе, смогут использовать его энергию для питания космического корабля. Действительно, это потенциальное теоретическое объяснение, предложенное Уайтом и его коллегами из НАСА, относительно того, как такой двигатель, как EmDrive, может создавать тягу. Едва ли это единственное объяснение — возможно, самое убедительное из них состоит в том, что наблюдаемая тяга на самом деле была просто ошибкой измерения.

«Гарольд пытался выдвинуть теорию, объясняющую EmDrive, назвав его квантовым вакуумным двигателем», — говорит Мартин Таймар, физик из Дрезденского технологического университета, изучающий передовые двигательные установки. «У него хорошая интуиция, но концепции, которые он использует и цитирует, противоречивы. Только эксперимент имеет значение — ни одна общепринятая теория, предсказывающая что-либо из этого, не была выложена на стол».

Одно дело иметь теорию о том, почему EmDrive должен работать  , и совсем другое — иметь экспериментальные доказательства этого в действии. У Уайта и его коллег из НАСА, похоже, есть и то, и другое, но пока никому не удалось воспроизвести их результаты. Таймар руководит программой SpaceDrive в Дрездене, где он создает сверхчувствительные устройства, способные обнаруживать почти незаметную тягу. Он использует эти устройства, чтобы попытаться воспроизвести результаты исследований EmDrive, которые, по-видимому, создавали тягу, подобную той, которую провели Уайт и его коллеги из НАСА.

Таймар еще ничего не видел, но он говорит, что это не значит, что исследовать физику экспериментами не стоит. Он сравнил это с высокотемпературной сверхпроводимостью — физическим явлением, которое может произвести революцию в электромагнитных технологиях, но это не было предсказано в теории. «Нам нужно быть удачливыми, иметь хорошую интуицию и просто пробовать то, что никогда не проверялось», — говорит Таймар. «Нам посчастливилось найти высокотемпературную сверхпроводимость путем постоянных попыток, и мы надеемся, что то же самое произойдет с прорывным двигателем».

В Limitless Уайт говорит, что он сосредоточен на серьезной задаче демистификации и экспериментального описания фундаментальной физики модели динамического вакуума, а не на разогреве металлических конусов в микроволновке в надежде, что они создадут достаточную тягу, чтобы отправить людей к звездам. В последней статье, опубликованной Уайтом и его коллегами перед его уходом из НАСА, они смоделировали квантовый вакуум вокруг ядра одиночного атома водорода. Это далеко от межзвездного двигателя, но Уайт считает это важным шагом на этом пути.

«Есть несколько нитей, за которые вы должны потянуть в процессе продвижения к этой цели», — говорит он. «Некоторые из них будут включать в себя практические шаги, в которых используются известные физические и инженерные знания. Но вам все еще нужно сосредоточиться на вещах на границе физики, чтобы попытаться выяснить, существуют ли потенциальные новые подходы, которые вы можете использовать для удовлетворения требований к производительности для достижения этих целей».

В Безграничном Уайт планирует продолжить свои исследования квантового вакуума. Он говорит, что институт производит нестандартные резонаторы Казимира — экспериментальную установку с двумя близко расположенными пластинами — для изучения предсказанных характеристик и структуры квантового вакуума, который, как предполагается, существует между пластинами. «Это не обязательно технологии, это просто физические эксперименты», — говорит Уайт. «Они могут привести к вещам, которые мы могли бы объединить в виде технологии, но сейчас мы просто занимаемся наукой в ​​первую очередь».

Не все уверены, что Уайт движется в правильном направлении. Джим Вудворд, физик из Калифорнийского государственного университета в Фуллертоне, посвятил свою карьеру усовершенствованным двигателям. У него есть альтернативная теория, объясняющая EmDrive, которая не использует квантовый вакуум. Вместо этого, по его мнению, тяга создается так называемыми «эффектами Маха», которые выводятся из общей теории относительности, а не из квантовой механики. В этой теории EmDrive может создавать тягу, используя колебания энергии, создаваемые электромагнитным полем в EmDrive, взаимодействующим с гравитационным полем всего остального во Вселенной.

Вудворд говорит, что большинство людей, работающих над передовыми двигательными установками, являются «квантовыми пылесосами», такими как Уайт, но он утверждает, что их теории не могут объяснить, почему EmDrive или другие передовые двигательные установки будут работать без учета гравитации. «Мир и его физика такие, какие они есть, а не такие, какими нам хотелось бы их видеть», — говорит Вудворд. «Это не бизнес для мечтателей. Я предсказываю, что Limitless будет очень трудно найти что-то стоящее для финансирования, и то, что они найдут, не сработает».

Вудворд не просто бросает камни. Он создал свой собственный прототип двигательной установки, названный двигателем Mach Effect Gravity Assist или MEGA. На вид это не так уж и много — это стопка керамических дисков, помещенных между двумя небольшими блоками, — но она получила 750 000 долларов в виде исследовательских грантов НАСА. Что еще более важно, у Вудворда и его коллег есть доказательства того, что привод MEGA создает тягу.

При подаче электрического напряжения на керамические диски они расширяются и толкают один из блоков. Теория эффектов Маха говорит, что когда объект ускоряется — в данном случае толкаемый блок — он немного теряет массу. Когда керамические диски в середине сжимаются, он снова набирает эту массу. Это означает, что блок с другой стороны дисков вытягивается вперед больше, чем блок с изменяющейся массой оттягивается назад. Делая это снова и снова, данные Вудворда показывают, что устройство ускоряется вперед. Вудворд и две другие группы подготовили данные, которые, по-видимому, показывают, что устройство MEGA создает тягу, но последующие тесты, проведенные Таймаром в его лаборатории в Дрездене, показывают, что все это также может оказаться ошибками измерения.

Нетрудно понять, почему большинство исследовательских организаций уклоняются от проектов, которые планирует финансировать Limitless.