Содержание
Невозможный двигатель успешно испытали в космосе: pastuh83 — LiveJournal
Китайские ученые заявили, что создали рабочую версию бестопливного двигателя EmDrive, принцип действия которого до сих пор остается неизвестным. Аппарат испытали на борту космической лаборатории «Тяньгун-2» и теперь собираются использовать на орбитальных спутниках, сообщает Daily Mail.
На пресс-конференции, которая прошла в Пекине, исследователи из Китайской академии космических технологий подтвердили, что правительство КНР с 2010 года финансирует исследования двигателя, который якобы нарушает закон сохранения импульса. По словам ученых, им удалось построить несколько версий устройства для испытаний в невесомости. Результаты экспериментов, в которых учитывалось влияние различных факторов, подтвердили, что EmDrive действительно создает небольшую тягу.
Статья ученых НАСА, ранее подтвердивших, что двигатель работает, была опубликована 17 ноября в Journal of Propulsion and Power. В ней сообщается, что EmDrive способен развить тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт.
Двигатель EmDrive представляет собой устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает положенное на бок ведро. Такая конструкция позволяет, по словам инженеров, преобразовывать излучение в тягу. Силовая установка на основе EmDrive позволила бы достичь края Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев.
Подтверждена работоспособность нарушающего законы физики двигателя EmDrive
В сеть утекли вызвавшие ажиотаж черновики статьи НАСА, в которой подтверждается работоспособность спорного двигателя EmDrive, якобы не нуждающегося в топливе. Согласно выводам специалистов из лаборатории Eagleworks, двигатель развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. И работает он, вероятно, на энергии вакуума. Стоит ли этому верить?
Энтузиаст удивительного двигателя Фил Уилсон (Phil Wilson) опубликовал под ником The Traveller об этом пост на форуме сайта НАСА Spaceflight, однако модераторы его удалили, объяснив, что статья должна быть опубликована Американским институтом аэронавтики и астронавтики официально в декабре 2016 года.
Однако сайт Next Big Future обеспечил свободный доступ к документам и содержащимся в них схемах, окончательно сделав статью достоянием общественности.
Специалисты НАСА сообщают об успешном повторении эксперимента, проведенного британским инженером Роджером Шойером в 2006 году. Ему удалось создать вращающийся двигатель, который не производит никаких выбросов, и показать, что устройство подчиняется законам механики Ньютона. По словам разработчика, устройство конвертирует электричество в микроволны, их энергия накапливается в резонаторе, и в результате возникает небольшая тяга. С тех пор ученые бьются над загадкой EmDrive: работает ли он, и если да, то почему? Ведь согласно закону сохранения импульса, тяга возникает за счет реактивной струи. Иными словами, чтобы объект двинулся вперед, надо, чтобы от него что-то отскочило в обратном направлении.
Когда журнал New Scientist впервые опубликовал статью об EmDrive, в редакцию посыпались гневные письма. «Импульс, согласно одному из четырех базовых принципов, сохраняется, и он не может быть вновь создан или уничтожен.
Двигатель нарушает это правило. В традиционных ракетах тяга достигается в соответствии с правилом, поскольку импульсы корабля и выхлопной струи, двигающиеся в противоположных направлениях, компенсируют друг друга», — указал изданию один из читателей.
Однако те, кто пытается разобраться в принципах работы двигателя, считают, что в нем закон сохранения импульса сохраняется, просто объяснить, как это получается, довольно сложно. Так, Майкл Маккалош из Плимутского университета (Великобритания) допускает существование фотонов, обладающих массой, а также изменение скорости света внутри устройства. Другая гипотеза говорит о гашении микроволн, в результате чего рождаются пары фотонов, переносящих импульс. Подобное может происходить только в конусовидных полостях. Однако эти предположения выходят за рамки современных представлений о физике и вряд ли смогут убедить других специалистов.
Эксперименты с EmDrive, проведенные в июне 2015 года Мартином Таймаром из Германии, не подтвердили и не опровергли работоспособность силовой установки.
Однако в статье НАСА утверждается, что инженеры добились положительного результата.
В исследовании использовался крутильный маятник — алюминиевая конструкция, установленная на скользком столе в вакуумной камере. Такое устройство способно измерять даже очень слабую тягу. На одном плече маятника был EmDrive, и он в результате серии тестов при 40, 60 и 80 ватт показал силу в 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме. Проверки не выявили никаких неучтенных источников движения, однако специалисты признали необходимость дополнительных исследований, чтобы исключить искажения со стороны такого фактора, как тепловое расширение.
Чтобы объяснить полученные результаты, авторы статьи обратились к почти забытой теории волны-пилота. Эта теория пытается объяснить с точки зрения классической физики такие понятия, как коллапс волновой функции и парадокс кота Шредингера. Иными словами, вся неопределенность возникает из-за того, что наблюдателю неизвестны положение и импульсы частиц. Классического объяснения удостоились и постоянная Планка, и эффект Казимира, а также основное состояние водорода и многое другое.
Современная физика приняла на вооружение копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, утверждающую, что неопределенность не зависит от наблюдателя. Однако физики Коудер и Форт еще в 2006-м показали, что капли воды могут вести себя подобно квантовым объектам. Так, капля, непрерывно отскакивающая от тонкого слоя жидкости при определенной частоте и двигающаяся в случайном направлении, создает узор из концентрических волн, сопровождающий каплю по всему ее пути. С помощью подобной системы удалось воспроизвести эксперимент с двумя щелями, туннелирование и другие квантовые феномены.
Возможно, квантовые флуктуации (виртуальные частицы) являются волнами, которые «следуют» за реальными частицами. Из этого, например, следует, что семь энергетических уровней атома водорода могут рассматриваться в качестве волн в квантовом вакууме. Ученые в статье приходят к выводу, что квантовый вакуум — среда, поддерживающая акустические осцилляции, а составляющие любой такой среды способны обмениваться импульсом.
Значит, над вакуумом можно совершать работу и извлекать ее из него, что и делает двигатель.
Нужно заметить, что сама Eagleworks (также известная как Advanced Propulsion Physics Laboratory), где проводили исследования, — это маленькая научная группа, изучающая различные сомнительные теории, чтобы найти способы разработать новые двигатели для космических аппаратов. Вполне возможно, что статья, прошедшая рецензентов, будет серьезно отличаться от той версии, что доступна сейчас, и выводы сформулируют аккуратнее. В любом случае нужно ждать дальнейшие исследования и эксперименты других научных групп, поскольку статья НАСА сама по себе еще не дает никаких ответов.
К звёздам без топлива! NASA и её невозможный двигатель [дополнено]
Мечта о звёздах постоянно откладывается. Химия — стараниями Цандера, Королёва, Малины, фон Брауна — выведшая нас за атмосферу и к другим планетам, увы, на большее не способна. Чтобы добраться даже до ближайшей к нам Проксиме Центавра — нищего красного карлика! — потребуются время и объём топлива не просто фантастические, а делающие экспедицию бессмысленной.
Иных же технологий, могущих составить конкуренцию химическому двигателю, пока не существует. Или, если быть точным, не существовало до прошлой недели, когда не кто иной, как NASA, опубликовало отчёт, задокументировавший опыты с уникальным ракетным двигателем, способным привести человека к звёздам… без топлива. Беда с этим двигателем одна: подавляющим большинством физиков он признаётся антинаучным.
Вообразите обычную «микроволновку» необычной конструкции: вместо привычного «кирпича», пусть она будет выполнена в форме рупора. Экранирующую сетку со стенок сдирать не надо, за пределы такой «печки», как и прежде, микроволновое излучение просачиваться не должно. Теперь включим питание и отправим устройство за пределы атмосферы и земного тяготения. Что произойдёт?
Забегая вперёд: это EmDrive конструкции Роджера Шаера. В NASA испытывали не его, но принцип действия тот же.
Классическая физика утверждает, что для создания движения необходимо от чего-нибудь оттолкнуться, а уж что это будет — дело десятое: может быть ноги и земля, может быть винт и вода или атмосфера, может быть атомы сгоревшего или ионизированного газа (ионный двигатель, пусть маломощный, уже в космонавтике применяется, вспомните Deep Space 1).
Так что с описанным нами устройством не случится ровным счётом ничего: раз периметр устройства ничто не покидало, суммарный его импульс останется нулевым (см. Закон сохранения импульса).
Однако, некоторые исследователи с этим не согласны. Они уверены, что за счёт возникающей внутри нашей «печки» «квантовой несбалансированности» возникнет тяга. Энергия для такого движка, естественно, по-прежнему нужна, это не вечный двигатель, но её можно получить от солнечных батарей (пока до ближайшей звезды недалеко), либо атомного реактора на борту. Зато топливо — в смысле расходное вещество, которое нужно выбрасывать за борт для создания движения — не понадобится. Отсюда и выгоды. Мало того, что максимальная скорость ограничена только скоростью света, мало того, что мощность импульса можно наращивать бесконечно, так ещё и тащить с собой бесполезные тонны рабочего вещества (потребные только затем, чтобы выбросить их потом через дюзы!) не надо — а значит, оно не кончится, а значит, ускорение пойдёт быстрей.
NASA не автор идеи «электромагнитного движка». Её «отцом» считается британский инженер Роджер Шаер, который конструирует прототипы не первый год и даже как-то выбил на свой EmDrive государственный грант (помогло, вероятно, то, что он не настаивает, что законы физики ошибочны, он утверждает, что в чём-то ошибаются сами физики). Глядя на него, при поддержке государства ведут аналогичные эксперименты китайские исследователи. И те и другие зафиксировали в своих опытах тягу в доли грамма, а китайцы вот-вот собирались проводить генеральную проверку на орбите. На этом история обрывалась год назад (см. «Провал как топливо успеха»), а за прошедшее время к работе подключились американцы. Некто Гвидо Фетта, изобретатель из США, тоже болеющий темой ЭМ-драйва, убедил NASA испытать свои аппараты. И вот результат.
Это Cannae Drive конструкции Гвидо Фетты. Именно его испытывали в NASA.
28 июля на официальном подсайте NASA был опубликован, а парой дней позже на конференции по реактивному движению озвучен, отчёт группы сотрудников NASA под названием «Аномальная тяга от радиоволнового тестового устройства, измеренная на чувствительном маятнике».
В полном объёме, к сожалению, он доступен только за деньги (распространённая проблема в наши дни…), но конспект есть на упомянутом сайте, а пробелы восполнили западные научные журналисты, читавшие или слышавшие отчёт целиком. Суть: подвесив «микроволновку» на чувствительные весы и включив её, испытатели зафиксировали берущуюся неизвестно откуда тягу — правда, слабее, чем в британских или китайских опытах, но всё-таки заметную. Видимо, чтобы не быть уволенными сразу, авторы отчёта обошли вниманием причину возникновения тяги (на этот счёт высказаны уже минимум две теории, обе так или иначе связаны с квантовой механикой), сосредоточившись на описании самого двигателя и процесса измерений. И случилось всё это ровно прошлым летом, а сейчас, наконец, результаты опыта обнародованы.
Если вы уже слышали про отчёт NASA, то, конечно, знаете, в чём там подвох. Американцы «взвешивали» «печку» не только во включённом состоянии, но и выключенную (они назвали такую «нулевым устройством»). Для чего? Для чистоты опыта, конечно: если вдруг и в таком эксперименте появится тяга, будет понятно, что причина кроется вовсе не в «неизвестных физических свойствах закрытой камеры с микроволновым излучением».
И в самом деле, даже выключенный ЭМ-двигатель показал некоторую тягу. И многие журналисты поспешили объявить это свидетельством неработоспособности ЭМ-драйва: мол, как и ожидалось, электромагнитный двигатель никакого импульса не создаёт, всё дело в погрешностях. Но журналисты ошиблись.
Тот факт, что даже выключенный ЭМ-драйв отклонял стрелку весов, говорит лишь, что в процедуре измерений были учтены не все факторы. Вероятно, на весы влияет магнитное поле, возникающее в силовых кабелях, питающих установку — что сотрудники NASA и выяснили, тогда как китайцы и Шаер, возможно, заметить не смогли. Но эти помехи не перекрывают главного результата, без всяких двусмысленностей завершающего отчёт. Цитирую: «устройство … создаёт силу … которую нельзя приписать никакому из известных электромагнитных явлений». Точка.
Проксима Центавра. 4,2 световых года от Земли. 270 тысяч расстояний от Земли до Солнца. Фото: ESA/Hubble.
Можно не верить Шаеру. Можно не доверять китайцам. Но NASA — не самоучка, не любитель, не мастер клонирования чужих решений.
Уж там-то понимают, как и что можно и нужно измерять. Ошибка, конечно, не исключена и здесь. В конце концов то же NASA совсем недавно изучало антигравитацию. Но теперь, наконец, идею ЭМ-двигателя перепроверят другие авторитетные исследователи (к чему авторы отчёта и призывают, параллельно собираясь заняться этим самостоятельно) и, вероятно, поставят опыты в космосе. Ведь главный аргумент противников такого движка (не считая противоречия с физикой) состоит во взаимодействии с подвесом: в настоящей невесомости, мол, никакой тяги не будет.
Так с чем мы столкнулись? С заблуждением, ошибкой? Возможно. Но третье по счёту подтверждение и авторитет испытателей даёт право предположить не ошибку, а — дыру в понимании физики. И — прорыв в исследованиях космического пространства. Нет, конечно, такой двигатель можно будет применить и для постройки летающих автомобилей, но те, в конце концов, могут быть построены и другими способами.
А вот в космосе ЭМ-движок незаменим. Станет проще и дешевле корректировать орбиты спутников и орбитальных станций.
Полёты даже внутри Солнечной системы станут намного быстрей: на тот же Марс можно будет добраться за несколько недель. И наконец-то мы полетим к звёздам. С приемлемыми перегрузками на разгон и торможение дорога, вероятно, займёт годы. Но хорошо уже то, что такими расчётами можно заняться всерьёз.
P.S. (дополнено 8.08.2014) Всплыли подробности опытов — и всё оказалось даже интересней. «Нулевым устройством» в NASA обозвали не выключенную, как считалось ранее, а экспериментальную модификацию ЭМ-драйва — с особой структурой стенок. Так что тяга в опыте с «нулевым устройством» показывает только, что учёные до сих пор не понимают, что именно тягу вызывает. Но кроме того, в отдельном опыте они заменяли ЭМ-драйв обычным резистором — и вот там-то тяги не возникало.
ЭМ-двигатель НАСА по-прежнему остается двигателем WTF
Наука —
Новая бумага производит больше шума, чем экспериментальная тяга.
org/Person»>Крис Ли
—
Увеличить
Aurich Lawson / Thinkstock
За последние несколько лет несколько уголков Интернета время от времени загорались волнением по поводу новой двигательной установки, которую я назову WTF-двигателем. Зомби-воплощение ЭМ-привода обладает всеми лучшими чертами новой технологии: в целом она нарушает устоявшиеся физические принципы, имеется плохо обрисованное предположение о том, как она могла бы работать, а данные, якобы демонстрирующие, что она работает, как скудно, так и неадекватно объяснено.
На этой неделе возобновился ажиотаж, так как группа разработчиков ЭМ-привода опубликовала документ с описанием тестов его работы.
Прежде чем перейти к статье, позвольте мне немного отступить, чтобы установить сцену. Я не отклоняю автоматически результаты авторов. Я даже не отвергаю возможность того, что это исследование может намекнуть на новую физику.
Я говорю, что прежде чем я серьезно отнесусь к этой возможности, я должен быть убежден, что данные не могут быть объяснены текущими законами физики. И в настоящее время я не убежден. На самом деле я очень расстроен отсутствием деталей.
Идея
Идея, лежащая в основе двигателя WTF, так плохо объяснена, что мне придется использовать здесь некоторые догадки. Кажется, это связано с плазменным двигателем; нужно обеспечить электромагнитное поле и ускорить заряженные частицы. Обратное действие, обеспечиваемое ускорением заряженных частиц, ускоряет двигатель. Это отличная идея, и я думаю, что каждый должен иметь в своем доме хотя бы два.
Однако ВТФ-двигатель идет на два шага дальше: во-первых, заряженную частицу некуда выбрасывать из двигателя, а во-вторых, заряженных частиц в двигателе изначально нет. В духе Чопра-эска Вселенная сотрудничает и бесплатно предоставляет топливо.
Что я имею в виду? Идея исходит из квантовых флуктуаций вакуума. Вакуум это не что иное.
Вместо этого он наполнен виртуальными частицами, которые могут стать реальными при определенных обстоятельствах. Действительно, существует множество поддающихся измерению явлений, которые объясняются тем, что виртуальные частицы на мгновение становятся реальными, что-то делают и исчезают обратно в воображении Вселенной.
Это как одолжить газонокосилку у соседа: можешь попросить, но, может быть, они скажут нет. Или вы можете подождать, пока они закончатся, взять его, косить траву, заправить бак и вернуть газонокосилку. Ваш сосед все еще может обнаружить одолженную газонокосилку по запаху недавно скошенной травы, хотя газонокосилка, издавая тихое тиканье при охлаждении, по-видимому, не двигалась с места. Хорошо, это плохая аналогия, но факт в том, что виртуальные частицы могут ощущать свое присутствие в реальном мире.
Двигатель WTF использует механизм , чтобы сделать эти частицы реальными, а затем ускоряет их, после чего они исчезают. Однако в то короткое время, когда они ускоряются, они создают тягу за счет обратного действия.
На каком-то уровне это имеет небольшой смысл, но затем вы переходите к деталям. Нет никаких оснований предполагать, что большой полый медный конус с кусочком пластика на одном конце и микроволновое излучение, достаточное для нагревания ломтика хлеба, способствует продлению жизни виртуальных частиц.
Можно подробнее?
Причина того, что эти частицы только мгновенно реальны, заключается в том, что частицы создаются парами, которые почти мгновенно аннигилируют друг друга, так что виртуальная вселенная отдает некоторую энергию и тут же возвращает ее обратно.
При необычных обстоятельствах можно украсть из виртуальной вселенной. Например, на горизонте событий черной дыры может образоваться пара частиц, которые окажутся по обе стороны от горизонта событий. Один убегает, неся энергию (называемую излучением Хокинга), а другой падает в черную дыру. К сожалению, какой бы плотной ни была медь, используемая в этом устройстве, в эксперименте не участвуют черные дыры.
Рекламное объявление
Вы также можете подавить колебания вакуума для создания силы. Две проводящие пластины, разделенные определенным расстоянием, ограничивают допустимые колебания между пластинами. Снаружи таких ограничений нет. Дисбаланс между колебаниями внутри и снаружи пластины создает результирующую силу, которая сталкивает две пластины вместе. Опять же, все это хорошо объясняется современными физическими теориями.
Но эксперимент, проведенный этими исследователями, таковым не является. Нет, WTF-двигатель, кажется, работает по принципу, что эти мгновенно созданные частицы легко разделить (необходимо, чтобы избежать проблемы парной аннигиляции), потому что на границе кусочка пластика плотность флуктуаций вакуума меняется и, следовательно. ..эм, «физика» бывает?
К сожалению, это все, что я могу сказать о физической основе этого устройства. В документе упоминается в одном месте, что у авторов есть модель, которая предсказывает, какая тяга должна быть создана для заданного набора условий.
Но ссылки на эту модель нет. Поиск в Интернете дает канал на YouTube (который я не просматривал) и отчет НАСА. В отчете НАСА есть некоторые концепции, которые намекают на модель, но ничего сверх этого (конечно, ничего предсказательного) и никаких ссылок на более подробную информацию.
Конечно же, эксперимент все выяснит, верно?
ВТФ-двигатель состоит из закрытого микроволнового резонатора, имеющего коническую форму среза. Необходимость конической формы не объясняется. Немного пластика помещается на узкий конец. Когда микроволны излучаются в полость, создается тяга.
Так как сила тяги очень мала, все это дело установлено на торсионный маятник, который немного вращается при включении микроволновки. Измерялась величина вращения, и это измерение использовалось для определения величины тяги. Это тот же самый эксперимент, который эти исследователи использовали ранее, с небольшими улучшениями в том, как вещи монтируются и соединяются, чтобы уменьшить паразитные сигналы.
Несмотря на то, что установка работает уже много лет, сколько точек данных содержится в документе? 18. Теперь, если бы это был действительно трудоемкий эксперимент, я бы не позволил этому беспокоить меня. Черт, да некоторые синхротронные эксперименты имеют только одну точку данных. Но это явно не ограниченный по времени эксперимент.
Микроволновая печь работала в импульсном режиме около 40 секунд, а весь цикл данных занимает около 200 секунд. Разрешив пять минут между измерениями, можно было бы записать 12 точек данных для тех же настроек каждый час . Действительно, хотя у исследователей есть множество переменных, которые они могут менять между экспериментами, они играют только с одной. В предыдущих работах они играли с двумя, но все же это ограниченное исследование и ограниченные данные действительно обескураживают.
Далее следует анализ ошибок: авторы оценивают многие погрешности измерений таким образом, что каждое измерение тяги имеет погрешность около десяти процентов. Звучит блестяще, правда? За исключением того, что авторы игнорируют основные неопределенности. В одном эксперименте при 60 Вт микроволновой мощности авторы измеряют тягу в 128 микроньютонов, в то время как все три точки данных для 80 Вт микроволновой мощности имеют тягу менее 120 микроньютонов. Действительно, тяга на уровне 60 Вт для всех данных почти полностью совпадает со всеми данными, полученными на уровне 80 Вт. Они могут заявить о наклоне, только уменьшив мощность до 40 Вт, где они постоянно измеряют меньшую тягу.
Другими словами, вы, очевидно, не можете получить от этой машины тягу больше 120 микроньютонов. Почему? Газета вообще не размышляет над этим вопросом.
Более важным моментом является то, что отдельные погрешности в их приборах не учитывают изменение тяги, которую они измеряют, что является очень сильным намеком на то, что существует неконтролируемый экспериментальный параметр, который мешает их измерениям.
Однако не надейтесь, что сможете выяснить, что это может быть, потому что в описании эксперимента отсутствуют всевозможные детали. Например, авторы описывают, как важно очень точно настроить микроволновую частоту на конкретный резонанс резонатора. Однако все важные детали отображения смежных режимов и сравнения работы в одном режиме с другим не были показаны. Позже я обнаружил это в другой статье, где снимок экрана прибора сравнивается с расчетом резонансов резонатора (они не совпадают). Так что в целом я даже не уверен, что авторы возбуждают микроволновый резонатор так, как они думают.
Рекламное объявление
Действительно, трудно определить, правильно ли работал усилитель: по данным исследователей на резонаторе, полоса пропускания (и я делаю это на глаз) составляет около 40 кГц, поэтому, если время, необходимое для разгона усилителя от «выключено» до «полной мощности» составляет менее 25 микросекунд, в этот первый момент будет значительное количество отраженной мощности. Но время нарастания не указано, а графики зависимости мощности микроволн от времени указывают количество переходных процессов.
Невозможно сказать, сделано ли это преднамеренно или это отражающая способность микроволнового резонатора.
А вот и сам маятник. Авторы применили демпфирование и измеряют только при отсутствии сейсмической активности. Они проверили магнитные и электростатические эффекты, но не сообщили о резонансной частоте маятника. Это данные, необходимые для правильной интерпретации графиков.
Использование маятника также предполагает эксперимент, который, опять же, усилит сигнал. Поскольку маятник имеет резонансную частоту, авторы могли использовать ее как фильтр. Когда вы модулируете мощность микроволнового усилителя, тяга (и любые тепловые эффекты) также будут модулировать. Но тепловые эффекты зависят от постоянной времени, которая размывает колебание. Так как частота модуляции проходит через резонансную частоту крутильного маятника, амплитуда движения должна значительно увеличиваться. Однако тепловой отклик усреднится по всему циклу и исчезнет (ну, в основном).
Я знаю, что каждый инженер и физик в мире знает эту технику, поэтому тот факт, что она не использовалась здесь, говорит нам о том, насколько хрупкими на самом деле являются эти результаты.
Откуда тяга?
И тем не менее авторы сообщают о чистой тяге. Откуда это взялось? Простой ответ: «Я не знаю». Это может быть просто случайный шум, и тут абсолютно нечего объяснять. Тем не менее, у авторов есть пара статей, которые постоянно показывают положительный результат (есть также одна статья из второй группы, в которой не удалось воспроизвести результат). Я подозреваю, что если тяга – это не шум, то она связана с неучтенным тепловым эффектом. То есть что-то каким-то неожиданным образом излучает и создает тягу. Я подозреваю, что это медный резонатор (большинство людей подозревают усилитель и его огромный радиатор, но мне нравится темная лошадка).
К сожалению, авторский анализ тепловых эффектов состоял из получения инфракрасных изображений и сообщения о средней температуре различных компонентов. Но температура — одна из самых сложных вещей для точного и точного измерения; учитывая, что они измеряют смещения всего в несколько микрометров, очень важно сделать это правильно.
Это подтверждается тем фактом, что известных тепловых смещений уже больше, чем те, которые они приписывают тяге.
В конце концов, мы не можем сделать вывод, что это нулевой результат, и мы не можем с энтузиазмом сказать, что это работает. Печальная правда заключается в том, что эта статья ненамного лучше, чем предыдущая работа исследователей, и на самом деле в ней недостаточно подробностей, чтобы мы могли полностью оценить данные. В статье также недостаточно данных, чтобы сделать вывод в отсутствие модели. И несмотря на упоминание модели в статье, любая существующая модель очень хорошо скрыта.
Более того, дискуссионный раздел не очень обнадеживает. По сути, это длинный список странных вещей, происходящих из-за флуктуаций вакуума в сочетании с — по непонятной мне причине — интерпретацией квантовой механики Бомом с пилотной волной. Какими бы ни были недостатки Бома, я почти уверен, что он этого не заслужил.
Я знаю, что звучу немного легкомысленно и пренебрежительно по отношению к этой работе.
Я обещаю вам, что приступил к написанию этой статьи со скептическим, но позитивным настроем. К сожалению, все мои позитивные мысли утекли сквозь зияющие дыры в бумаге, оставив меня скептичным и раздраженным.
Journal of Propulsion and Power , 2016, DOI: 10.2514/1.B36120
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 машину 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 в связи с публикацией экспериментальных результатов команды Eagleworks, — сказал Джей Болден, специалист по связям с общественностью в Космическом центре имени 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 флуктуаций квантового 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 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?»
Физике, конечно, не чужды ложные срабатывания. Всего четыре года назад свидетельство существования нейтрино, движущихся быстрее скорости света, всколыхнуло физическое сообщество.