Испытания emdrive: Испытания EmDrive показали, что двигатель не создает тяги / Хабр

Проведённые испытания показали, что двигатель EmDrive будет работать в условиях космического вакуума

Учёные из NASA разрабатывают двигатель под названием EmDrive, который не нуждается в ракетном топливе и, по мнению исследователей, теоретически способен доставить космический корабль до Марса всего за 10 недель. Недавние испытания EmDrive проводились в вакууме, где он доказал свою работоспособность.

Источники — http://www.dailytechinfo.org/space/6972-provedennye-ispytaniya-pokazali-chto-nevozmozhnyy-dvigatel-emdrive-budet-rabotat-v-usloviyah-kosmicheskogo-vakuuma.html ,
http://nnm.me/blogs/madrabbitt/pervyy-v-istorii-chelovechestva-mezhzvezdnyy-zond-mozhet-byt-osnashen-dvigatelem-emdrive/ ,
http://www.rosbalt.ru/style/2015/05/04/1395022.html

(Ссылки на предыдущие материалы на эту тему, размещённые в нашем сообществе, см. здесь.)

В прошлом году специалисты подразделения НАСА под названием Eagleworks произвели фурор в околонаучном сообществе, объявив об успешных испытаниях созданного ими варианта «невозможного» электромагнитного двигателя EmDrive, работа которого бросает вызов некоторым законам физики. Успех специалистов НАСА вызвал волну скептицизма вследствие того, что его испытания были проведены не в вакууме, а в воздухе, и создаваемая двигателем крошечная сила тяги могла являться последствием конвекционных потоков воздуха, разогреваемого микроволновым излучением.

Однако, специалисты из Космического центра НАСА имени Джонсона на прошлой неделе развеяли все сомнения в работоспособности двигателя EmDrive, который, в теории может разогнать любые объекты до релятивистских скоростей. Испытания двигателя, проведенные в вакуумной камере, показали, что двигатель способен вырабатывать силу тяги и в условиях вакуума, глубина которого превышает глубину вакуума в космическом пространстве.

Напомним, что конструкция двигателя EmDrive, изобретенного Роджером Шауэром (Roger Shawyer), весьма проста. Он представляет собой вакуумную камеру конусообразной формы, в которую направлен выход от одного или большего количества излучателей микроволнового излучения. Этот двигатель вырабатывает небольшую силу тяги, потребляя лишь одну электрическую энергию, которую он может черпать от солнечных батарей, ядерного реактора или другого источника. И это идёт вразрез с некоторыми основными законами физики, ведь для работы двигателя не требуется никакого топлива.

Ученые объясняют работу двигателя EmDrive взаимодействием микроволнового излучения с квантовой составляющей вакуума, квантового состояния с самой низкой энергией, при которой вакуум можно рассматривать как среду, заполненную заряженными движущимися ионами. Движение этих вакуумных псевдо-ионов, вызванное воздействием магнитных и электрических полей излучения, и обеспечивает слабую реактивную тягу, которой достаточно для медленного разгона космического корабля.

Следует отметить, что работы в направлении создания и испытаний двигателей EmDrive ведутся параллельно американскими, британскими и китайскими учёными-физиками. И, вполне вероятно, что в будущем такие двигатели будут использоваться, несмотря на то, что учёные не до конца понимают их принципов работы, на спутниках для поддержания стабильности орбиты, на космических аппаратах, направляющихся к Луне, Марсу или ещё дальше в глубины бездонного космического пространства.

Межзвёздный зонд может быть оснащён двигателем EmDrive

Тестирование двигателей EmDrive, проведённое в NASA Eagleworks, показало работоспособность концепции. Кроме того, модель EmDrive была протестирована и китайскими учёными; все опыты показали наличие пусть и небольшой, но вполне регистрируемой тяги.

Ниже — различные протестированные варианты EmDrive:

Интересные результаты были получены в диапазоне от 50 до 900 миллиньютон, и на текущий момент исследователи полагают, что эффект поддаётся масштабированию с увеличением питающей двигатель мощности. Сам создатель EmDrive считает возможным создание сверхпроводящей версии EmDrive с тягой 300 ньютон на киловатт, запитываемой от радиоизотопного генератора или компактного ядерного реактора. Возможно, что для такого рода миссии хорошо подойдёт компактный термоядерный реактор, разрабатываемый в лаборатории Skunk Works.

Проект беспилотного зонда для миссии к Альфе Центавра:

При мощности порядка 200 киловатт считается возможным создание беспилотного зонда, способного достичь системы Альфы Центавра за 10 лет. Максимальная скорость такого зонда составит порядка 60 % скорости света — цифра совершенно фантастическая для современной космической техники, составляющая 180 тысяч километров в секунду.

Предполагаемые разгонные характеристики зонда:

Однако для обеспечения тяги порядка 300 ньютон на киловатт потребуется увеличение соотношения затрачиваемой энергии к тяге в 300 раз. Экспериментальные установки демонстрируют статическую тягу, однако концепция EmDrive всё ещё вызывает множество вопросов и вряд ли будет принята научным сообществом без успешной демонстрации такого двигателя в рабочих условиях.

В настоящее время ведётся разработка и испытания прототипа EmDrive, который можно будет испытать на существующих типах спутниковых аппаратов. В установке используется магнетрон мощностью 1,2 киловатта с водяным охлаждением. В настоящее время проведено уже 134 теста, максимальная зафиксированная приборами тяга составила 214 миллиньютон на киловатт. Вопросов остаётся по-прежнему много, но всё же не исключено, что перед нами действительно будущее земной космонавтики.

США испытывают EM Drive на борту секретного аппарата X-37B

Версия для печати
Материал разместил: AдминистраторДата публикации: 18-04-2017

В течение последнего года, пожалуй, только уж совсем не интересующийся технологиями человек не слышал о «невозможном» электромагнитном двигателе EM Drive – бестопливной альтернативе ныне используемым химическим реактивным двигателям, который якобы нарушает третий закон Ньютона и способен генерировать реактивную тягу. Интереснее эта история стала в декабре прошлого года, когда китайское правительство заявило, что уже проводит испытания EM Drive в космосе. Чуть позже появилась информация о том, что и США проводят аналогичные испытания на борту секретного космоплана X-37B. Пять месяцев спустя эти слухи по-прежнему циркулируют в Сети, поэтому давайте разбираться.

Если кто из вас забыл, X-37B, или Boeing X-37, – это космический беспилотный летательный аппарат на солнечных батареях. Мало того, что он поставил рекорд нахождения на орбите, проведя там 678 дней без перерыва, так еще до сих пор никто толком не знает (кроме американского правительства, разумеется), что же он там все эти дни делал. Аппарат был запущен на орбиту в мае 2015 года ВВС США, и никто не может ответить, сколько времени он там проведет и какая задача перед ним стоит.

Разумеется, вокруг такой загадочности как грибы после дождя полезли всевозможные теории заговора, в которых обсуждалось все, начиная от шпионажа за Ближним Востоком и космических бомбардировок (что в принципе возможно) и заканчивая слежением за китайской космической станцией. Само же американское правительство традиционно открещивается от шпионажа и ставит в приоритет «исследование технологий многоразовых космических аппаратов в перспективе их дальнейшего использования в рамках выполнения долгосрочных космических миссий».

Здесь-то наружу и вылезли слухи о EM Drive. Детали в этих слухах разнятся, но основа одна: на борту X-37B находится новый электромагнитный реактивный двигатель, который удаленно испытывается учеными на земле без воздействия гравитации и других сил, которые могли бы снизить уровень чистоты экспериментов. В общем, EM Drive – он как Кардашьян от мира науки. Еще не доказал свою пользу для общества, но всегда вызывает большой интерес, как только где-нибудь упоминается. Его привлекательность в первую очередь объясняется тем, что эта двигательная система теоретически способна работать и создавать тягу не благодаря сжиганию ракетного топлива, а благодаря вибрации и колебаниям микроволн. На бумаге такой двигатель (соответствующего размера) будет способен доставить человека на Марс всего за 70 дней, что, в свою очередь, создаст настоящую революцию в космических путешествиях.

Но это только в том случае, если двигатель докажет свою состоятельность. Ранние тесты, включая испытания, проведенные аэрокосмическим агентством NASA, результаты которых были опубликованы в журнале Journal of Propulsion and Power, показали, что EM Drive на самом деле создает тягу, однако никто не может объяснить, статическое ли это явление или же все дело в некоем внешнем вмешательстве (шумах внешнего воздействия).

«Данные по проверке фаз прямой и обратной тяги показывают последовательную производительность системы в 1,2 ± 0,1 мН/кВт, что можно рассматривать как импульсную производительность. Исследование также включало проверку нулевой тяги, целью которой являлось исключение возможных внешних воздействий и выявление возможных сторонних источников импульсной тяги. Однако ничего из этого определить не удалось», — сообщают в NASA.

Но даже после экспериментов исследователи не могут объяснить, как такая система может работать, так как по факту перед нами нарушение третьего закона Ньютона: каждое действие имеет равное противодействие. Другими словами, с одного конца EM Drive для создания тяги должно что-то выталкиваться. В обычных химических двигателях этим «что-то» является жар и огонь, создаваемый выбрасываемым сгорающим топливом. Но в EM Drive никакого топлива не используется, поэтому он и не должен создавать тягу. Но, судя по тестам, он ее создает. Как?

Пожалуй, лучшим вариантом, который позволит разобраться в этом вопросе, является проверка двигателя в среде с полным отсутствием раздражающих факторов вроде трения и давления воздуха. Идеальным местом для такой проверки является космос. Именно поэтому китайское правительство, а также создатель идеи EM Drive выразили заинтересованность в проведении подобных испытаний. И в случае Китая эти испытания, судя по заголовкам из СМИ, уже проводятся.

Но при чем здесь американский военный космический аппарат X-37B? Откровенно говоря, американское правительство официально еще даже не подтверждало свою заинтересованность в испытаниях EM Drive в космосе, поэтому утверждать не станем — был ли у него на руках собранный экземпляр EM Drive в 2015 году, когда запускали космический аппарат, или не было.

Однако слухи в поддержку испытаний этого двигателя подогреваются некоторыми фактами, хоть и очень скудными. В прошлом году анонимный источник сообщил интернет-изданию International Business Times о том, что разговоры об этой технологии на самом деле начались еще в 2007 году, после подписания одного контракта между Министерством обороны Великобритании и компанией Boeing. В самом контракте об этой технологии ничего не говорилось, но интерес вызвал один из его пунктов, позволяющий Boeing (создателю X-37B) вести исследовательскую работу EM Drive в течение 10 лет.

Ходили также слухи о том, что Boeing ведет сотрудничество с самим изобретателем EM Drive, британским инженером Роджером Сойером, хотя Boeing позже заявила, что больше не заинтересована в этом устройстве.

По официальной же версии, американское правительство проводит на борту X-37B исследования ускорителя с эффектом Холла, построенного компанией Aerojet Rocketdyne. Двигатель на эффекте Холла рассматривается в качестве еще одного многообещающего источника реактивной тяги, поэтому в настоящий момент его исследованием занимается NASA. К слову, разработка Холловских двигателей в СССР велась еще с 1972-го года, а серийное производство ведется с 1984-го. Эти двигатели, как правило, используются в качестве корректировочных. Нынешняя же версия двигателя NASA способна создавать силу в 60 мН на киловатт мощности, что на порядок больше возможностей EM Drive. Но двигатель Aerojet Rocketdyne тоже работает на топливе, поэтому он совсем не решает проблемы будущих миссий, ограничения в которых могут создавать как раз именно топливные реактивные двигатели.

Что из этого всего можно сегодня вывести? По факту доказательств того, что на борту X-37B действительно проводятся испытания EM Drive, практически нет, поэтому единственным вариантом остается ожидание каких-либо официальных заявлений руководящих органов.

Николай Хижняк

Источник: https://hi-news.ru/technology/sluxi-ssha-ispytyvayut-em-drive-na-bortu-sekretnogo-apparata-x-37b.html 

МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ: Наука и общество

Может ли «невозможный двигатель» работать на… темной материи?

Экология потребления. Наука и техника: EMDrive — «невозможный» космический двигатель, который недавно прошел испытания NASA нарушает все законы физики и, возможно, работает на темной материи.

На каждое действие есть равное и противоположное действие. У этой формулировки третьего закона Ньютона есть два очень важных следствия: во-первых, существует физическая величина, которая всегда сохраняется во Вселенной (импульс), а во-вторых, законы физики одинаковы независимо от вашего положения в пространстве. Казалось бы, всего несколько слов, а на самом деле они колоссальны, потому что если вы хотите заставить, например, устройство изменить движение, вам нужно его чем-нибудь толкнуть.

Это может быть выхлоп ракеты, шины против дороги, колеса поезда на рельсах или даже фотоны, отраженные от паруса. Единственное, что запрещено, это так называемый инерцоид, движение без реакции: действие без противодействия. Именно это представляет собой EMDrive — «невозможный» космический двигатель, который недавно прошел испытания NASA — по заявлениям. Если он действительно работает как заявлено, он нарушает законы физики. Но есть и возможная лазейка: возможно, реакция есть, просто мы ее не нашли. Возможно, противодействие имеет место, но связано с темной материей.

Согласно стандартной модели космологии, большая часть материи во Вселенной представлена не в форме атомов или других известных частиц. Нет, подавляющее большинство массы — с разницей в 5-к-1 — представлено темной материей. Темная материя не сталкивается, не аннигилирует и больше никак не взаимодействует с собой или с другой, обычной материей при любых известных обстоятельствах, за исключением гравитационного воздействия. Прошло 13,8 миллиарда лет, и она образовала гигантскую, диффузную космическую сеть гравитационных структур и огромные сферические гало свыше миллиона световых лет в диаметре, которые обрамляют галактики вроде нашей. Темная материя пронизывает каждый квадратный сантиметр нашей галактики, включая и каждый объект на Земле, даже наши тела, хоть и в небольших количествах.

При определенных условиях, впрочем, темную материю можно уговорить взаимодействовать с самой собой или с обычной материей, в зависимости от ее природы. Если темная материя состоит из вимпов (WIMP, слабо взаимодействующая массивная частица), то продукт ее аннигиляции можно было бы засечь детекторами. Если же она состоит из очень легких, маломассивных частиц аксионов, она может соединяться с фотонами при определенных условиях. Один из экспериментов, направленных на поиск аксионов, известен как ADMX: эксперимент аксионов темной материи. В 1983 году физик Пьер Сикиви изобрел аксионный галоскоп, используя тот факт, что аксион-фотонную пару можно усилить при определенных условиях внутри электромагнитной полости. Спустя двадцать лет из этого исследования вырос ADMX и с тех пор ученые ищут аксионы, используя этот метод.

На сегодняшний день, к сожалению, их поиски пока не увенчались успехом. Возможно, аксионов не существует, либо, если они не являются темной материей, возможно, они обладают иными параметрами, для которых ADMX недостаточно чувствителен. Вполне возможно, различные электромагнитные полости с разными свойствами могли бы активировать взаимодействия с аксионами. Возможно, фотон-аксионные взаимодействия могут происходить, а полость с нужными параметрами привела к рассеянию аксионов в предпочтительном направлении. Маловероятно, но вполне допустимо, что EMDrive и есть такая полость.

Как это работает? В каждый отдельно взятый момент времени частицы темной материи проходят через все области пространства, не стесняясь присутствия материи или других частиц Стандартной модели. В электромагнитной полости фотоны определенной частоты скачут во всех направлениях, сохраняя импульс и не создавая тяги. Но если фотоны движутся в определенном направлении — например, в заднюю часть полости — они могут сталкиваться с частицами темной материи и будет вот что:

Если происходит именно это, то это настоящий прорыв. Поскольку темная материя есть повсюду, нам понадобился бы только источник энергии — не топливо — чтобы путешествовать по всей галактике, потому что в любой точке пространства мы найдем достаточно темной материи. Это значит, что мы получим метод обнаружения темной материи, которая случайно сталкивается с нашими частицами, и подтвердим таким образом ее существование. И что самое главное, все это не нарушает законы физики, ведь импульс сохраняется.

Результаты испытаний EMDrive до сих пор не доказаны. Есть много потенциальных источников ошибок, и сами измерения указывают на большую неопределенность в том, сколько производится тяги. Пока непонятно, действительно ли существует тяга без реакции или же существует реакция, которую мы пока не нашли.

Да и объяснение с участием темной материи тоже будет сомнительным, поскольку требует много неизвестных. Но если EMDrive действительно работает, используя темную энергию, и тайна темной материи будет решена раз и навсегда самым неожиданным образом, это будет просто невероятно. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Сделать «космическое путешествие» на шаг ближе — мифическая форма космического двигателя — EmDrive — НАКОНЕЦ-ТО — получает НАСТОЯЩЕЕ испытание « Genesis Nanotechnologyo and l o

Ученые десятилетиями спорили о том, является ли концепция движения, известная как EmDrive, реальной или вымышленной. Новый чувствительный инструмент может, наконец, дать ответ.

С момента рождения космической эры мечте о поездке в другую солнечную систему мешала «тирания уравнения ракеты», которая налагает жесткие ограничения на скорость и размер космического корабля, который мы запускаем в космос.

Даже с самыми мощными на сегодняшний день ракетными двигателями, по оценкам ученых, потребуется 50 000 лет, чтобы достичь нашего ближайшего межзвездного соседа, Альфы Центавра. Если люди когда-нибудь надеются увидеть инопланетный рассвет, время в пути должно будет значительно сократиться.

Из передовых концепций двигателей, которые теоретически могли бы осуществить это, лишь немногие вызвали столько ажиотажа и споров, как EmDrive.

Впервые описанный почти два десятилетия назад, EmDrive работает путем преобразования электричества в микроволны и направления этого электромагнитного излучения через коническую камеру. Теоретически микроволны могут воздействовать на стенки камеры, чтобы создать достаточную тягу для приведения в движение космического корабля, когда он окажется в космосе.

Однако на данный момент EmDrive существует только в качестве лабораторного прототипа, и до сих пор неясно, способен ли он вообще создавать тягу. Если это так, силы, которые он генерирует, недостаточно сильны, чтобы их можно было заметить невооруженным глазом, не говоря уже о том, чтобы приводить в движение космический корабль.

Однако за последние несколько лет несколько исследовательских групп, в том числе одна из НАСА, утверждают, что им удалось создать тягу с помощью EmDrive. Если это правда, то это станет одним из крупнейших прорывов в истории освоения космоса. Проблема в том, что тяга, наблюдаемая в этих экспериментах, настолько мала, что трудно сказать, реальна ли она.

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРЕЗДЕНА

Решение заключается в разработке инструмента, который может измерять эти мизерные величины тяги. Поэтому группа физиков из Немецкого технического университета в Дрездене решила создать устройство, которое удовлетворило бы эту потребность. Проект SpaceDrive, возглавляемый физиком Мартином Таймаром, направлен на создание инструмента, настолько чувствительного и невосприимчивого к помехам, что он раз и навсегда положит конец спорам.

В октябре Таймар и его команда представили свой второй набор экспериментальных измерений EmDrive на Международном астронавтическом конгрессе, и их результаты будут опубликованы в Acta Astronautica  в августе этого года. Основываясь на результатах этих экспериментов, Таймар говорит, что решение саги об EmDrive может появиться только через несколько месяцев.

Многие ученые и инженеры отвергают EmDrive, потому что он нарушает законы физики. Микроволны, давящие на стенки камеры EmDrive, похоже, создают тягу ex nihilo, которая противоречит закону сохранения импульса — все это действие и никакой реакции. Сторонники EmDrive, в свою очередь, апеллировали к интерпретациям квантовой механики, чтобы объяснить, как EmDrive может работать, не нарушая ньютоновской физики.

«С теоретической точки зрения никто не воспринимает это всерьез, — говорит Таймар. Если EmDrive способен создавать тягу, как заявляют некоторые группы, он говорит, что они «понятия не имеют, откуда исходит эта тяга». Когда в науке возникает теоретический раскол такого масштаба, Таймар видит только один способ закрыть его: экспериментировать.

В конце 2016 года Таймар и еще 25 физиков собрались в Эстес-Парке, штат Колорадо, на первую конференцию, посвященную EmDrive и связанным с ним экзотическим двигательным установкам. Одна из самых захватывающих презентаций была сделана Полом Марчем, физиком из лаборатории NASA Eagleworks, где он и его коллега Гарольд Уайт тестировали различные прототипы EmDrive. Согласно мартовской презентации и последующей статье, опубликованной в Journal of Propulsion and Power , он и Уайт наблюдали тягу в несколько десятков микроньютонов на своем прототипе EmDrive. (Для сравнения, один двигатель SpaceX Merlin производит около 845 000 ньютонов тяги на уровне моря.)

Проблема для Гарольда и Уайта, однако, заключалась в том, что их экспериментальная установка допускала несколько источников помех, поэтому они не могли Не могу сказать наверняка, было ли то, что они наблюдали, толчком.

Таймар и дрезденская группа использовали точную копию прототипа EmDrive, который Гарольд и Уайт использовали в своих испытаниях в НАСА. Он состоит из медного усеченного конуса — конуса с обрезанной вершиной, длиной чуть меньше фута. Эта конструкция восходит к инженеру Роджеру Шойеру, который впервые описал EmDrive в 2001 году. Во время испытаний конус EmDrive помещается в вакуумную камеру. Снаружи камеры устройство генерирует микроволновый сигнал, который по коаксиальным кабелям передается на антенны внутри конуса.

Дрезденская команда уже не в первый раз пытается измерить почти незаметную силу. Они построили аналогичные приспособления для работы с ионными двигателями, которые используются для точного позиционирования спутников в космосе. Эти микроньютоновские двигатели использовались в миссии LISA Pathfinder, которая нуждается в чрезвычайно точном позиционировании для обнаружения слабых явлений, таких как гравитационные волны. Но для изучения EmDrive и подобных безтопливных двигательных установок, по словам Таймара, требовалось наноньютоновое разрешение.

Их подход заключался в использовании крутильных весов, весов маятникового типа, которые измеряют величину крутящего момента, приложенного к оси маятника. Менее чувствительная версия этого баланса также использовалась командой НАСА, когда они думали, что их EmDrive создает тягу.

Чтобы точно измерить небольшую силу, команда из Дрездена использовала лазерный интерферометр для измерения физического смещения весов баланса, производимого EmDrive. По словам Таймара, их торсионная шкала имеет разрешение в наноньютон и поддерживает двигатели весом в несколько фунтов, что делает ее самым чувствительным балансом тяги из существующих.

Но действительно чувствительный баланс тяги бесполезен, если вы не можете также определить, действительно ли обнаруженная сила является тягой, а не артефактом внешнего вмешательства. И есть множество альтернативных объяснений наблюдениям Гарольда и Уайта.

Чтобы определить, действительно ли EmDrive создает тягу, исследователи должны быть в состоянии защитить устройство от помех, вызванных магнитными полюсами Земли, сейсмическими колебаниями окружающей среды и тепловым расширением EmDrive из-за нагрева от микроволн.

Изменения в конструкции крутильных весов — чтобы лучше контролировать источник питания EmDrive и защитить его от магнитных полей — решили некоторые проблемы с помехами, говорит Таймар. Более сложная проблема заключалась в том, как решить проблему «теплового дрейфа». Когда на EmDrive подается мощность, медный конус нагревается и расширяется, что смещает его центр тяжести ровно настолько, чтобы крутильные весы регистрировали силу, которую можно ошибочно принять за тягу. Таймар и его команда надеялись, что изменение ориентации двигателя поможет решить эту проблему.

В ходе 55 экспериментов Таймар и его коллеги зарегистрировали в среднем 3,4 микроньютона силы от EmDrive, что очень похоже на то, что обнаружила команда НАСА. Увы, эти силы не выдержали испытания на термодрейф. Силы, наблюдаемые в данных, больше свидетельствовали о тепловом расширении, чем о тяге.

Однако надежда на EmDrive еще не потеряна. Таймар и его коллеги также разрабатывают два дополнительных типа баланса тяги, в том числе сверхпроводящий баланс, который, среди прочего, поможет устранить ложные срабатывания, вызванные тепловым дрейфом.

Если они обнаружат силу EmDrive на этих весах, есть большая вероятность, что это действительно толчок. Но если на этих балансах не зарегистрировано никакой силы, это, вероятно, означает, что все предыдущие наблюдения за тягой EmDrive были ложными срабатываниями. Таймар говорит, что надеется вынести окончательный вердикт к концу года.

Но даже отрицательный результат этой работы может не убить EmDrive навсегда. Есть много других конструкций безтопливных двигателей, которые можно реализовать. И если ученые когда-нибудь разработают новые формы слабой тяги, сверхчувствительные балансы тяги, разработанные Таймаром и дрезденской командой, почти наверняка сыграют свою роль в отделении научных фактов от научной фантастики.

Нравится:

Нравится Загрузка…

НАСА тестирует ЭМ-драйв — блог NeuroLogica

Я настроен скептически. Я знаю, ты в шоке. Когда вы выздоровеете, взгляните на эту статью о том, как НАСА «проверяет» якобы невозможный двигатель.

Суть в том, что я просто не верю в это. Я могу ошибаться. Надеюсь, я ошибаюсь. Я не обязательно думаю, что результаты испытаний НАСА не соответствуют действительности, просто я не думаю, что они «подтвердили», что безтопливный двигатель — это то, что говорят его сторонники.

Моя реакция идентична заявлению, сделанному в 2011 году, что группа исследователей обнаружила, что нейтрино движутся быстрее света. Я тоже не поверил этим результатам. Исследователи были очень осторожны, они тщательно проверяли каждый аспект своего эксперимента и объявляли результаты только тогда, когда были уверены, что исключают все ошибки. Физическое сообщество не поверило в это, но они проявили должную осмотрительность. После дальнейшего анализа было обнаружено, что результаты были ошибкой — артефактом, внесенным в экспериментальную установку. Первоначальный скептицизм подтвердился.

Утверждения о машине, которая может обеспечить тягу без топлива, столь же неправдоподобны и противоречат законам физики, как и нейтрино, движущиеся быстрее, чем световые или свободные энергетические машины. Конечно, всегда возможно, что наше понимание Вселенной является неполным в том смысле, что одно из этих явлений может быть правдой, но наше нынешнее понимание требует крайнего начального скептицизма. Такая позиция имеет очень хорошую историю, подтверждающую ее.

В то же время я не стал бы вкладывать ни цента собственных денег в компанию, утверждающую, что она изобрела машину свободной энергии, и я не думаю, что наши налоги должны финансировать такие исследования. Это хуже, чем играть в лотерею.

Создание тяги без топлива аналогично. Кажется, что нарушается закон сохранения импульса. Законы сохранения в физике являются одними из самых надежных и твердых из открытых нами законов Вселенной. Ученые не должны праздно рассуждать об их нарушении.

Идея здесь состоит в том, чтобы создать двигатель, который преобразует энергию в тягу без необходимости ускорять топливо в противоположном направлении. Это изменило бы космические путешествия и сделало бы реальностью такие вещи, как ховеркары. Возможно, самым большим ограничением космических путешествий является то, что вы должны носить с собой топливо и топливо. Это означает, что вы также должны разгонять топливо и топливо, а также топливо для разгона этого топлива и т. д. Большая часть энергии, затрачиваемой на вывод на орбиту, уходит на подъем топлива, необходимого для выхода на орбиту.

Для большинства современных ракет топливом является топливо. Однако есть двигатели, которые генерируют энергию для ускорения отдельного топлива, например, ионный двигатель. Существуют также конструкции, которым не требуется топливо, например солнечные паруса или использование лазера для толкания космического корабля. Плунжерные приводы спроектированы таким образом, чтобы зачерпывать топливо на ходу (из разреженного газообразного водорода в космосе). Многие из этих технологий являются теоретическими или обеспечивают очень небольшую тягу.

Представьте себе, однако, если бы у нас было устройство, которое могло бы превращать энергию непосредственно в тягу без необходимости в топливе, используя какую-то экзотическую особенность физики. Это то, что некоторые люди утверждают, что они разработали.

НАСА недавно провело испытания одной конструкции и опубликовало результаты в документе, озаглавленном: Аномальная тяга, создаваемая ВЧ-испытательным устройством, измеренная на торсионном маятнике с малой тягой. В статье они не рассуждают о задействованной физике, просто тестируют диск. Они обнаружили: «Приблизительно 30-50 микроньютонов тяги были зарегистрированы в испытательном образце с электрическим двигателем, состоящим в основном из радиочастотного (РЧ) резонатора, возбуждаемого на частоте примерно 935 мегагерц».

Они правильно называют это «аномальной тягой», что просто означает, что они не знают, откуда она исходит. Они не заключают, что это бестопливная тяга или что их испытания подтверждают предположения сторонников. Я также нахожу очень важным, что эта аномальная тяга очень мала – 30-50 микроньютонов. Один ньютон — это сила, необходимая для придания массе 1 кг ускорения 1 м/с/с. Так что эта тяга составляет 30-50 миллионных ньютона.

Из таких крошечных аномалий трудно делать какие-либо однозначные выводы. Тот факт, что сила настолько мала, означает, что даже очень незначительных ошибок в экспериментальной установке или неизвестных факторов, влияющих на измерение, может быть достаточно для объяснения результатов. Вы не можете просто экстраполировать такие небольшие эффекты и предполагать, что они будут увеличиваться. Это вечная ошибка претендентов на вечный двигатель — они находят крошечные аномалии и наивно верят, что они будут расти.

Другая возможность заключается в том, что аномальная тяга является подлинной и вызвана каким-то тонким физическим эффектом, настолько тонким, что это все, что вы получите, и он не увеличится. Больше тяги может и не быть.

Сторонники утверждают, что даже небольшая тяга полезна в космосе и с годами может обеспечить значительное кумулятивное ускорение. Это, конечно, также станет окончательным испытанием. Если инженеры смогут построить корабль, используя эту форму тяги, и использовать ее для ускорения зонда, это будет впечатляющим доказательством. Это похоже на мой вызов гуру бесплатной энергии — звоните мне, когда вы запускаете свой дом или даже большой двигатель со своего устройства (фактически выполняя работу без какого-либо «дополнительного» источника энергии).

На данный момент мое отношение к испытаниям НАСА этого предполагаемого двигателя без топлива такое же, как к нейтрино со скоростью, превышающей скорость света. Я думаю, гораздо более вероятно, что это окажется какой-то экспериментальный артефакт, чем действительно новое явление. Это потребует тщательной независимой репликации, достаточной, чтобы взволновать сообщество физиков, прежде чем я тоже буду взволнован.

Я искренне надеюсь, что ошибаюсь. Я хочу свою летающую машину так же сильно, как и любой другой парень.

«Невозможный» двигатель EmDrive преодолел первое препятствие доверия

Экспериментальная установка вызывающего споры «EmDrive». (Фото: White et.al) После многих лет необоснованной шумихи и сомнительных экспериментальных утверждений EmDrive, «невозможный» движитель, 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 с места автомобиль, 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 явные 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 тестового 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 первоначальное препятствие на пути к легитимности. Однако 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.

Better Experiment

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 от одного килограмма 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 испытаний. Помимо открытия новых областей физики, устройство без топлива, такое как EmDrive, было бы чрезвычайно полезно для длительных 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 экспериментальных результатов группы Eagleworks, — сказал Джей Болден, инженер по связям с общественностью Космического центра Джонсона НАСА. — Это часть того, что НАСА занимается исследованием 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».0008

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 его расширение может привести к перемещению EmDrive. Как может работать EmDrive? Гарольд «Сонни» Уайт, главный исследователь проекта и давний сторонник использования двигательных установок 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 в бумага. Однако эта теория может быть основана на неверном истолковании квантового вакуума. Как заявляет физик из Калифорнийского технологического института Шон Кэрролл в статье Discover за 2014 год: «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 19 году.90 физика Джима Вудворда, профессора физики Калифорнийского государственного университета, предполагающего, 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 Motherboard. «Но результат, который они видят, на самом деле не может быть объяснен с точки зрения теории, которую они предлагают. Поэтому вопрос в том, что вызывает это?» Физике, конечно, не чужды ложные срабатывания. Всего четыре года назад свидетельство о нейтрино, движущихся быстрее скорости света, потрясло сообщество физиков. 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.