Физик: двигатель EmDrive не нарушает законов физики или вообще не работает. Образец emdrive
В Китае успешно испытан в космической лаборатории «Тяньгун-2» рабочий образец бестопливного двигателя EmDrive, действие которого едва ли возможно объяснить, руководствуясь законами физики [ВИДЕО] [ФОТО] / news2.ru
В Китае заявили о создании рабочего образца бестопливного двигателя EmDrive, действие которого едва ли возможно объяснить, руководствуясь законами физики, передает телеканал CCTV-2.
В представленном ролике сказано, что EmDrive, прототип которого, как сообщалось в декабре 2016 года, был успешно испытан в космической лаборатории «Тяньгун-2», также ожидают испытания в космосе.
Причем специалисты намерены это сделать в ближайшее время. Точные сроки ученые пока не называют. Также не посвящают они и в технические детали своей работы.
Двигатель EmDrive является комбинацией из магнетрона, генерирующего микроволны, и накапливающего энергию их колебаний резонатора. Конструкция напоминает положенное набок ведро и, по словам разработчиков, позволяет преобразовывать излучение в тягу. А это как раз и не находит объяснений согласно законам физики.
источник: blogs-images.forbes.com
В ноябре прошлого года специалисты NASA заявили в одной из своих работ, что расчетная тяга EmDrive в вакууме составляет 1,2 миллиньютона. Благодаря чему установка позволяет достичь пределов Солнечной системы не за десятилетия, а за несколько месяцев.
источник: blogs-images.forbes.com
источник: cdnimg.rg.ru
источник: cdnimg.rg.ru
источник: i.dailymail.co.uk
источник: i.dailymail.co.uk
источник: i.dailymail.co.uk
news2.ru
НАСА опубликовало официальную финальную версию своего доклада об испытаниях «невозможного» двигателя EmDrive
EmDrive будоражит умы ученых и энтузиастов космических путешествий вот уже 15 летНАСА уже довольно долгое время изучает так называемый «невозможный» двигатель. Споры ученых и энтузиастов космического дела не прекращаются вот уже 15 лет, с момента предоставления двигателя его создателем. И спорить действительно есть о чем — ведь EmDrive создает тягу в замкнутом контуре без всякого выхлопа. На первый взгляд, двигатель нарушает закон сохранения импульса. На второй — тоже нарушает. Но вот результаты десятков (а возможно, уже и сотен) испытаний однозначно говорят о том, что двигатель таки работает.
Агентство НАСА решило взять изучение EmDrive в свои руки. После ряда испытаний, включая вакуум, оказалось, что двигатель действительно работает, и о тепловой конвекции здесь и речи быть не может. Не так давно отчет НАСА попал в открытый доступ, но это все же была не официальная публикация, а нечто вроде утечки. Сейчас заключение специалистов агентства опубликовано по всем правилам на сайте издания Journal of Propulsion and Power. Как и сообщалось, ранее, авторы публикации — Гарольд Уайт, Пол Марч, Джеймс Лоуренс, Джерри Вера, Андре Сильвестр, Дэвид Брэйди и Пол Бэйли (Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester, David Brady, Paul Bailey), все они работают в Космическом центре им. Линдона Джонсона.
Содержание отчета примерно то же, что уже размещалось в сети, но в последней версии документа есть официальное заключение о том, что EmDrive, созданный в НАСА, развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме. При этом специалисты во время испытаний и после них пытались найти возможную ошибку в конструкции испытательного стенда или самого двигателя, что и приводит к появлению тяги или, по крайней мере, к ее фиксации. Ошибок и проблем найдено не было, что позволяет говорить о том, что двигатель действительно работает. И это при том, что для появления тяги должна быть «равная по силе обратная реакция».
Двигатель в НАСА испытывали на стенде с установкой на базе торсионного маятника.
1,2 миллиньютона на киловатт — это очень малый показатель. С другой стороны, солнечный парус развивает еще меньшую тягу: около 3,6 микроньютона на киловатт. Энтузиасты EmDrive считают, что если двигатель оснастить еще и ячейками с топливом, то есть с водородом и кислородом, то его вполне можно использовать в космическом деле. Например, установить на МКС, что позволит работать с минимальным количеством топлива, а также снизить количество маневров для разгона станции. Это, по словам специалистов, должно уменьшит нагрузку на корпус и опорные конструкции МКС, продлив общий срок ее эксплуатации.
Также есть мнение, что EmDrive можно использовать и для космических путешествий, устанавливая такой двигатель на кораблях, которые летят к Луне, Марсу и другим объектам Солнечной системы и даже за ее пределами.
Изображение спутника компании Cannae
В конце лета этого года появилась информация о том, что уже в следующем году, возможно, в космосе протестируют работу схожего двигателя, работающего на микроволнах с созданием тяги в замкнутом контуре без выхлопа. Речь идет о Cannae Drive. Его экспериментальный образец планируется запустить на орбиту. Срок испытаний — полгода. Таким двигателем оснастят орбитальный спутник, который и будет пробовать перемещаться при помощи электромагнитной тяги.
На орбиту при условии получения финансирования могут отправить и миниатюрный спутник с портативным EmDrive. Этот двигатель разработан немецким инженером. Он начал собирать средства, но, к сожалению, кампания оказалась неудачной — финансирование инженер не получил. Хотя есть вероятность того, что проектом займется какая-либо крупная компания, но эта вероятность не так уж и велика.
Финские физики в июне этого года предложили свое объяснение работы «невозможного» двигателя. Они считают, что в резонаторе EmDrive могут появляться пары фотонов, которые находятся в противофазе друг с другом. Такие пары уносят импульс в сторону, противоположную движению двигателя. И взаимодействие таких фотонов способствует возникновению электромагнитной волны с нулевой поляризацией. Импульс такая волна все же переносит.
«Принцип работы EmDrive можно сравнить с принципом работы реактивного двигателя самолета, когда газы, двигающиеся в одном направлении, толкают самолет в противоположном направлении», — говорит Арто Аннила (Arto Annila), представитель команды ученых из Финляндии. «Микроволновое излучение — это топливо, которое уходит в резонатор… а тягу в EmDrive создают пары фотонов. Когда два фотона движутся вместе, но имеют противоположные фазы, тогда у этой пары нет электромагнитного поля, следовательно, она не будет отражаться от металлических стенок, а уйдет».
В целом, после того, как НАСА подтвердила работу двигателя в земных условиях, для того, чтобы убедиться в возможности его эксплуатации в космосе, нужно провести соответствующие испытания на орбите. И уже после этого можно будет планировать использование EmDrive в космических программах разных стран и компаний.
habr.com
двигатель EmDrive — Naked Science
На пресс-конференции, проходившей в Пекине, доктор Чен Юи (Chen Yue) из Китайской академии космических технологий (CAST) объявил, что его страна уже давно и успешно тестирует эту технологию в лаборатории. Более того, теперь Китай проверил работу двигателя на борту космической станции «Тяньгун-2». Заявление только подогрело споры, длящиеся уже почти 10 лет. Ведь вопрос, работает ли EmDrive, фактически эквивалентен спору с бароном Мюнхгаузеном о возможности вытащить себя из болота за волосы, да еще вместе с конем. Попробуем разобраться.
Эта история началась в 2001 году, когда британский инженер Роджер Шойер (Roger Shawyer) основал небольшую компанию Satellite Propulsion Research Ltd. В этом ему помог грант, полученный от британского Департамента торговли и промышленности и некоторых частных инвесторов. Сказалась хорошая репутация инженера, имевшего богатый опыт работы в космической промышленности. В частности, Шойер 20 лет был сотрудником компании EADS Astrium – одного из крупнейших мировых производителей космических аппаратов. В результате работы в декабре 2002 года на суд общественности был представлен первый рабочий прототип «невозможного» двигателя, получившего название EmDrive. Фактически устройство представляло собой полый медный конический резонатор, запаянный с обоих концов. К резонатору крепился магнетрон – прибор, генерирующий микроволновое излучение. Такие магнетроны широко используются, например, в СВЧ-печах.
Двигатель EmDrive / ©wikipedia
Принцип работы EmDrive сразу вызвал множество вопросов у специалистов. Сам изобретатель утверждает, что работа двигателя описывается давно известными физическими законами и никакой «новой физики» для его объяснения не нужно. Известно, что электромагнитные волны могут переносить энергию и импульс. Эффект давления света хорошо изучен и даже используется для ориентации некоторых космических аппаратов. В EmDrive волны, создаваемые магнетроном, испытывают многократные отражения во внутренней полости резонатора и давят на его стенки. А вот далее начинается наиболее спорное место в теории. По словам Шойера, можно так подобрать размеры и форму резонатора и длину излучаемых магнетроном электромагнитных волн, что давление на боковые стенки конуса будет равно нулю. Тогда получается, что давление на большое и малое основания конуса будут неодинаковы, и в двигателе возникнет тяга в направлении плоскости основания большей площади. Однако этот факт противоречит законам физики, а именно третьему закону Ньютона.
Дело в том, что единственный способ перемещения в космическом пространстве, который пока освоило человечество, – это реактивное движение. В его основе лежит закон сохранения импульса. Тяга в реактивном двигателе возникает за счет того, что ракета-носитель или космический корабль выбрасывает вещество в сторону, противоположную движению. Одна из основных характеристик такого двигателя называется удельным импульсом – это отношение создаваемого двигателем импульса к расходу топлива. Таким образом, чем выше значение удельного импульса, тем меньше топлива тратит космический корабль на изменение скорости. Чем больше скорость, с которой вещество вылетает из реактивного двигателя, тем выше удельный импульс. Такой двигатель может разогнать космический корабль до большей скорости, затратив при этом меньше топлива. Именно поэтому в последнее время в космической промышленности все большую популярность приобретают ионные двигатели. У них низкая тяга, но высокая скорость истечения вещества, что делает их очень эффективными для длительных космических миссий. Однако и они сталкиваются с основной проблемой всех реактивных двигателей – ограниченным запасом топлива.
Другой известный способ перемещения в космосе – это космический парус. Такой аппарат будет использовать для перемещения давление солнечного света или солнечного ветра – потока заряженных частиц, летящих по направлению от нашей звезды с большими скоростями. Также недавно было представлено несколько проектов, предлагающих осуществлять разгон аппарата с парусом с помощью мощного лазерного излучения. Но, несмотря на обилие подобных проектов, все они еще далеки от эффективного практического применения.
©DeviantArt
И реактивному двигателю, и космическому парусу для перемещения необходимо провзаимодействовать с веществом (топливом или солнечным ветром) или электромагнитными волнами. Однако, если поверить изобретателю EmDrive, его двигатель не взаимодействует ни с чем. Фактически Шойер создал устройство, помогающее барону Мюнхгаузену вытащить себя за волосы из болота. Нужно ли говорить, что в работоспособность EmDrive не поверил почти никто.
На протяжении последующих нескольких лет Роджер Шойер занимался усовершенствованием «невозможного» двигателя. В 2006 году он представил усовершенствованную версию EmDrive с водяным охлаждением. По мнению изобретателя, это должно было увеличить тягу. Журнал New Scientist даже разместил фотографию двигателя на обложке от 8 сентября 2006 года. В статье делался вывод, что схема работы устройства выглядит правдоподобно, и всячески подчеркивались аргументы его сторонников. Это вызвало негативную реакцию у читателей журнала. Известный австралийский писатель-фантаст Грег Иган опубликовал открытое письмо, в котором обвинил авторов статьи в научной безграмотности. Впоследствии New Scientist опубликовал письмо бывшего технического директора EADS Astrium Элвина Уилби, в котором тот всячески открещивается от участия компании в проекте Шойера.
Интересно, что EmDrive не единственное подобное устройство. В 2006-м изобретатель Гвидо Фетта разработал похожий проект, названный Cannae Drive, или Q-drive, работающий по аналогичному принципу. Основное отличие двух проектов – форма резонатора. В Cannae Drive это не конус, а уплощенная емкость, похожая на таблетку.
Проект Cannae Drive / ©Novate.RU
Независимая проверка началась только в 2008 году и, что удивительно, в Китае. Под руководством профессора Яна Цзюаня в китайском Северо-Западном политехническом университете был создан работающий прототип «невозможного». По предварительным данным, двигатель развил тягу в 720 мН при мощности в 1 кВт. Примерно так же будет давить на весы груз весом в 72 грамма. Впоследствии результаты, полученные в статье, были опровергнуты самими авторами, так как обнаружилась большая ошибка в измерениях. После ее учета полученная тяга двигателя не превышала 1 мН при затраченной мощности в 230 Вт, что получалось меньше инструментальной погрешности.
Однако с 2013 года к испытаниям «невозможного» двигателя присоединяется лаборатория Advanced Propulsion Physics Laboratory, или просто Eagleworks. Она существует при Космическом центре имени Линдона Джонсона – центре НАСА по разработке пилотируемых космических кораблей, обучению астронавтов и подготовке пилотируемых космических полетов. Eagleworks – это небольшая исследовательская группа, задача которой заключается в проверке новых способов перемещения космических аппаратов. В свое время эта лаборатория уже была на слуху в связи с работой по проверке концепции полуфантастического Warp-двигателя. Это гипотетический двигатель, способный переносить космический корабль на межзвездные расстояния со скоростью большей, чем скорость света. Обычно Warp-двигатель – частый гость фантастических книг и фильмов, а не научных публикаций. Но в 1994 году в журнале Classical and Quantum Gravity была опубликована работа мексиканского физика Мигеля Алькубьерре, в которой он предложил теоретическую концепцию двигателя, искривляющего пространство. В Eagleworks рассчитывали продемонстрировать саму возможность искривить пространство с помощью сильного электрического поля. Но эксперимент, проведенный в лаборатории, не показал убедительных доказательств искривления пространства, хотя сами авторы объясняют это недостаточной чувствительностью установки.
©NextBigFuture.com
Для тестирования «невозможного» двигателя использовались герметичная камера и специальные крутильные весы, способные обнаружить тягу в десятки микроньютонов. На весах исследовались два варианта Cannae Drive, отличавшиеся наличием бороздок внутри резонатора одного из образцов. По предположению Гвидо Фетта, они должны были влиять на тягу. Она измерялась несколько раз, при каждом включении двигателя и один раз после изменения его ориентации на 180 градусов. Также, чтобы устранить возможные аппаратные ошибки, помимо двигателей на весах проводились тесты нагрузки, которая не создает тягу при подаче напряжения. По словам авторов эксперимента, установка получилась настолько чувствительной, что способна «почувствовать» волнение моря в Мексиканском заливе в ветреную погоду. А это примерно 40 километров на юго-восток от центра Джонсона. И тяга порядка 30–50 микроньютонов действительно была обнаружена.
Однако руководитель исследовательской группы Eagleworks Гарольд Уайт объясняет принцип работы двигателя совсем не так, как его создатели Шойер и Фетта. По его словам, «дополнительная тяга в двигателе получается за счет магнито-гидродинамической силы, действующей в квантовой флуктуации вакуума, то есть за счет взаимодействия с «квантовой вакуумной виртуальной плазмой» путем создания виртуального плазменного тороида». Дело в том, что, по современным представлениям, вакуум – это не пустое пространство. Он заполнен постоянно рождающимися и уничтожающимися элементарными частицами, называемыми «виртуальные», так как мы не можем наблюдать их непосредственно. Проще говоря, по мнению сотрудников лаборатории, EmDrive и ему подобные взаимодействуют и как бы отталкиваются именно от этих виртуальных частиц вакуума. Стоит ли говорить, что подобное объяснение было встречено научным сообществом в основном в штыки. Одним из основных аргументов, высказанных против экспериментов в Eagleworks, стал тот факт, что испытания двигателя были проведены не в вакууме. Тяга вполне могла возникнуть в результате конвекции воздуха вокруг образца. Также высказывалось предположение, что «запертое» внутри резонатора микроволновое излучение нагревает весы, что приводит к смещению показаний. В самом НАСА тоже не разделяют оптимизма Гарольда Уайта по поводу невозможного двигателя. В агентстве отмечают, что Eagleworks – это небольшая лаборатория, в которой работает 5 человек. И остальные 18000 сотрудников космического агентства могут не разделять их точку зрения.
Установка EmDrive, созданная в лаборатории NASA Eagleworks для экспериментов, и измерительное оборудование / ©wikipedia
Частично недостатки эксперимента, проведенного в центре Джонсона, были устранены в исследовании, выполненном физиками из Технического университета Дрездена. На этот раз испытания проводились уже в вакуумной камере. Также авторы попытались учесть эффекты, создаваемые наведенной электрической проводкой установки. Результатом стало обнаружение тяги в 20 микроньютонов при мощности магнетрона в 700 ватт и частоте 2,44 ГГц. Основной целью эксперимента исследователей из Дрездена была попытка обнаружить аппаратный эффект, вызывающий тягу. Но что ее вызывает, авторам работы понять не удалось.
В следующий раз о «невозможном» заговорили в ноябре 2016 года. В Сеть утекла информация о том, что Eagleworks готовит первую публикацию в рецензируемом журнале. Так и случилось. В журнале Journal of Propulsion and Power, издающемся Американским институтом аэронавтики и астронавтики, было опубликовано новое исследование двигателя. Оно было выполнено более аккуратно. В качестве тестовой модели использовалась именно версия Шойера – та самая, похожая на медное ведро. Исследователи снова воспользовались крутильными весами и на этот раз уже вакуумной камерой (8x10-6Торр), за счет чего удалось еще больше повысить точность опыта. Измерения тяги были проведены для трех значений мощности магнетрона — 40, 60 и 80 Вт. Эксперимент показал, что двигатель дает тягу в вакууме 1,2 миллиньютона на киловатт. Интересно, что это значение в 42 раза больше, чем то, что наблюдалось в немецком эксперименте. Теперь в работе были честно рассмотрены возможные источники ошибок измерений. Их получилось 9, включая возможную утечку фотонов из магнетрона (так называемая фотонная ракета), электромагнитные взаимодействия с токами в электрической цепи установки, температурное расширение некоторых элементов крутильных весов и возможное испарение молекул с поверхности исследуемого образца. Однако, по мнению Eagleworks, все эти эффекты не могут дать наблюдаемый эффект тяги. Например, если бы и имела место утечка фотонов из резонатора, тяга была бы на порядки меньше, говорится в исследовании. По современным оценкам, фотонному двигателю нужно минимум 300 МВт (мощность небольшой электростанции) для создания тяги в 1 ньютон.
Объяснение принципов работы двигателя в статье опять вызвало в научной среде больше вопросов, чем ответов. По мнению авторов работы, тягу может объяснить так называемая теория волны-пилота (Pilot wave). Эта одна из возможных интерпретаций квантовой механики была предложена французским физиком-теоретиком Луи де Бройлем в 1927 году. В ней считается, что квантово-механическое описание свойств элементарных частиц применяется лишь потому, что мы пока не можем заметить их реальную динамику. На самом же деле они движутся подобно макроскопическим телам по определенным траекториям, описываемым скрытыми пока параметрами. Согласно объяснению в статье, EmDrive может взаимодействовать с виртуальными частицами вакуума подобно тому, как корабельный винт взаимодействует с водой, толкая судно вперед. Однако с момента появления теории волны-пилота прошло 90 лет, и в наши дни она совсем непопулярна у специалистов по квантовой механике. Так что особого энтузиазма в научной среде изложенная в работе гипотеза возникновения тяги точно не вызвала.
Волна-пилот / ©wikipedia
Научное сообщество в основной своей массе не поверило в результаты испытаний спорного двигателя. Марк Миллс, который возглавлял ныне прекратившую существование лабораторию Breakthrough Propulsion Physics lab, считает, что аномальная тяга могла возникнуть в результате взаимодействия двигателя с испытательной камерой. Лаборатория Миллса в свое время занималась задачами, аналогичными Eagleworks, то есть проверкой различных полуфантастических проектов космических двигателей. Так что опыта, чтобы делать подобные предположения, у него достаточно. Астрофизик Технологического института Рочестера и научный обозреватель Forbes Брайан Коберлейн отметил, что публикация статьи в рецензируемом журнале еще не означает, что ее результат окажется верным. И примеры подобного случаются неоднократно, например, недавняя история с коллаборацией BICEP2, в которой заявили о детектировании гравитационных волн на основе поляризации реликтового излучения. Работа вызвала широкий отклик и была опубликована в журнале Physical Review Letters, пользующемся большим доверием. Однако последующий анализ и новые данные с космического телескопа «Планк» показали, что авторы исследования вместо гравитационных волн видели тепловой вклад межзвездной пыли в реликтовый фон. Некоторые специалисты обращают внимание на большую погрешность в измерении тяги двигателя. Ошибки так велики, что при желании можно было провести линию зависимости тяги от мощности магнетрона не возрастающей, а, например, постоянной или даже убывающей.
Кстати, журнал Journal of Propulsion and Power таким доверием не обладает. Его импакт-фактор – отношение количества цитированных в других журналах статей к полному количеству публикаций в журнале – составляет около 1.19 (за период 2015/2016 год). Это довольно мало, на что указывают многие критики публикации. Например, импакт-фактор журнала Physical Review Letters составил 7.6, а журнала Nature – аж 42.3.
Космический корабль на основе технологии EmDrive / ©fineartamerica
Российские ученые также раскритиковали идею EmDrive. Астрофизик, главный редактор газеты «Троицкий вариант» и член Комиссии РАН по борьбе с лженаукой Борис Штерн назвал бредом саму возможность создания невозможного двигателя. «Нет никакой необходимости разбираться в устройстве. Закон сохранения импульса имеет точно такой же статус в фундаменте устройства мира, как и закон сохранения энергии (в теории относительности это один закон – сохранения энергии-импульса). Но уже столетиями новые и новые полуграмотные изобретатели предлагают новые и новые варианты вечного двигателя, некоторые экземпляры даже тихонько работают на паразитных эффектах и приводят в замешательство очевидцев, не слишком твердых в рациональном взгляде на мир. Умельцев с новыми вечными двигателями уже давно посылают с порога», – написал ученый на сайте газеты.
К обсуждению активно подключились и пользователи Интернета, интересующиеся космонавтикой. В конце прошлого года на сайте Reddit.com в соответствующей теме появился интересный комментарий от пользователя с ником thatonefirst, который считает, что обнаружил ошибку в эксперименте Eagleworks. Рассмотрев графики отклонения крутильных весов, на которых испытывался двигатель, он обнаружил, что при включении EmDrive и при подаче тестового импульса поведение установки несколько отличается. При подаче калибровочного импульса балансир отклоняется почти мгновенно и так же быстро возвращается в исходное положение при выключении. Но при отклонении из-за тяги EmDrive крутильные весы ведут себя более инертно и даже вроде бы какое-то время продолжают увеличивать угол отклонения, когда питание двигателя уже отключено. Комментатор предполагает, что это явно свидетельствует о нагреве и тепловом расширении какого-то элемента установки, который в итоге и влияет на показания весов. Сами же экспериментаторы в статье объясняли такое необычное отклонение балансира особенностями конструкции крутильных весов. Кто из них окажется прав, могут показать только дальнейшие испытания.
Однако если бы невозможный двигатель реально работал, это бы коренным образом изменило космический полет. Конечно, космический аппарат не смог бы подняться с поверхности Земли, используя только тягу EmDrive, тут мы по-прежнему не обошлись бы без химических ракет. Ведь в космосе эффективной может стать даже небольшая тяга, главное, чтобы ее можно было поддерживать длительное время. На сегодняшний день перспективный ионный двигатель на эффекте Холла может обеспечить тягу 60 миллиньютонов на киловатт, что значительно превышает возможности EmDrive. Но запас топлива у него не безграничен. А двигатель Шойера и Фетта, работая постоянно, окажется более эффективным. По словам изобретателей, автоматическая станция с таким двигателем могла бы долететь до Марса за 70 дней или доставить груз в 2000 кг на 0,1 св. года за 15 лет. Звучит фантастически? Но даже если отбросить такие оптимистичные заявления, применение «невозможного» двигателя для корректировки орбит геостационарных спутников позволило бы значительно облегчить их вес, а значит, и стоимость запуска.
Концепт фантастического космического корабля НАСА / ©fineartamerica
Но работает ли EmDrive на самом деле? Большая часть научного сообщества уверена, что, скорее всего, нет. Сама история создания EmDrive выглядит весьма ненаучно. Изобретатель, создавший двигатель, и НАСА, проводившие его испытания, предлагают совершенно разные теории, объясняющие принцип его работы. Причем научность этих теорий вызывает большие вопросы. Такая история вполне могла бы произойти в XIX веке, но наше время уже давно не оставляет шансов случайным открытиям в области физики. Теперь эксперимент почти всегда следует за теорией, либо подтверждая ее, либо опровергая. И это далеко не первый случай, когда изобретатель чудо-технологии «барона Мюнхгаузена» пытается убедить весь мир, что уж его метод точно не подведет. Так было и во второй половине 50-х годов, когда появилась машина Дина. Ее создатель Норман Дин уверял, что с помощью пружинок и эксцентриков может победить силу гравитации. Или недавняя история про знаменитую «Гравицапу» – также двигатель без выброса реактивной массы. Это устройство, несмотря на многочисленные протесты Комиссии РАН по борьбе с лженаукой, было отправлено в космос на борту малого научного спутника «Юбилейный». Но, как и следовало ожидать, законы физики никто не отменял, и «Гравицапа» в космосе была лишь балластом. Тем не менее, испытания «невозможного» продолжаются. И пусть это не даст человечеству легкий путь освоения космоса, зато научит аккуратнее проводить испытания и внимательнее искать ошибки измерений. Возможно, EmDrive еще принесет свою пользу научному сообществу, пусть и немного не так, как ожидают его создатели.
naked-science.ru
Физик: двигатель EmDrive не нарушает законов физики или вообще не работает
12:0012.09.2017
(обновлено: 13:07 12.09.2017)
5866913029
МОСКВА, 12 сен – РИА Новости. Все последние заявления китайских ученых об успешном создании и испытании микроволнового ракетного двигателя EmDrive, скорее всего, основаны на ошибочных данных, но при этом само устройство в любом случае не нарушает законов физики, считает физик Брайс Кассенти (Brice Cassenti) из университета Коннектикута (США).
"Работа EmDrive нарушает третий закон Ньютона, говорящий о том, что сила не может возникать сама по себе без взаимодействия физических тел. И действие, и противодействие являются прямым результатом работы закона сохранения импульса. Если этот закон будет нарушаться, то тогда вся современная физика, построенная на его базе, будет неправильной. Поэтому многие из нас считают, что все утверждения о работе EmDrive являются продуктом ошибочных замеров",— заявил Кассенти, комментируя заявления китайских ученых о создании "рабочей" версии EmDrive.
"Утекший" отчет НАСА подтверждает работу двигателя EmDriveВ 2001 году американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер заявил о создании двигателя, который, как тогда заявили и как сегодня продолжают считать его оппоненты, нарушает все известные законы физики.
Это устройство, работающее на базе микроволнового излучения, представляет собой особую коническую камеру-резонатор, к которой подключен мощный магнетрон – источник микроволнового излучения. При определенной геометрии этого конуса, данное устройство будет загадочным образом двигаться в сторону узкой его части с крайне малой, но силой, если внутри конуса будут "гулять" микроволны.
Подобное поведение EmDrive, как сразу заявили тогда физики, является невозможным с точки зрения законов физики – подобная манера движения, при которой не тратятся ни топливо, ни вырабатывается направленный пучок излучения, противоречит закону сохранению импульса. Эту проблему можно просто представить себе таким образом – если человек сядет в коробку и начнет толкать ее противоположные стенки, то он не будет двигаться вперед, а будет шататься на месте.
Физик: статья про двигатель EmDrive написана "уборщицами" НАСАТем не менее, Шоер не отказался от своей идеи, и ее через несколько лет проверил ряд физиков-профессионалов, в том числе и одна из лабораторий НАСА. Эти тесты, как писал один из изначальных скептиков, привели к неожиданным для ученых результатам – оказалось, что изобретение Шоера действительно работает. В декабре прошлого года об успешном завершении подобных испытаний заявили ученые из Китая, создавшие копию EmDrive и готовящиеся запустить ее в космос для окончательной проверки работоспособности.
Как подчеркивает Кассенти, чьи слова передает пресс-служба университета Коннектикута, и опыты китайских ученых, и результаты замеров физиков из лаборатории Иглворкс в Центре космических полетов НАСА имени Джонсона, не являются подделкой или элементарным враньем. Они действительно увидели реальные изменения в положении EmDrive, однако эти сдвиги могли произойти не из-за появления "невозможной" силы тяги, вырабатываемой двигателем Шоера, а из-за различных побочных эффектов, не учтенных при замерах.
К примеру, продолжает ученый, некоторые части EmDrive могли расшириться под действием электрических токов, возникающих внутри устройства, и это расширение могло быть воспринято приборами и экспериментаторами как свидетельство того, что двигатель действительно вырабатывает тягу. С другой стороны, он признает, что физики НАСА и, возможно, их китайские коллеги пытались ликвидировать все побочные эффекты и учитывали их существование.
Ученый выяснил, как работает микроволновый ракетный двигатель EmDriveВ целом, как он отмечает, все опыты с EmDrive указывают на существование неких любопытных физических эффектов, которые вряд ли выходят за пределы Стандартной модели физики, но которые было бы интересно изучить и объяснить. По этой причине, по мнению Кассенти, и Китай, и НАСА проводят опыты с EmDrive, а результаты этих экспериментов публикуются в рецензируемых журналах.
Даже если EmDrive работает, как считает Кассенти, он вряд ли будет нарушать существующие законы физики — скорее всего, его работа будет объясняться какими-то эффектами, укладывающимися и в выкладки Ньютона, и в общую теорию относительности, о которых мы пока не знаем.
Окончательная проверка его работоспособности, как подчеркивает ученый, будет возможна лишь в космосе, где на работу двигателя не будут влиять другие силы. В таком случае инженеры смогут точно измерить реальную силу тяги и проверить, может ли EmDrive действительно открыть дорогу для путешествий в дальний космос.
ria.ru
Отчет о «невозможном двигателе» официально опубликован
Моделирование магнитного и электрического полей в резонаторе
Harold White at el. / Journal of Propulsion and Power
Журнал Journal of Propulsion and Power опубликовал отчет Eagleworks (подразделение NASA) о работоспособности EmDrive — электромагнитного двигателя, создающего тягу в вакууме без реактивной струи. Это означает, что статья прошла процедуру рецензирования в журнале. Ее текст совпадает с попавшей ранее в сеть копией препринта. Авторы работы утверждают, что двигатель развивает тягу на уровне 1,2 ± 0,1 миллиньютона на киловатт.
EmDrive состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение. По утверждениям автора изобретения, Роджера Шойера, стоячие электромагнитные волны в резонаторе создают различное давление на стенки двигателя (из-за несимметричности), что и является источником тяги. Однако подобный принцип работы (как и более сложные предположения, связанные с «отталкиванием» от вакуума) нарушает закон сохранения импульса или предполагает существование неких новых эффектов.
Работоспособность двигателя неоднократно подвергалась проверкам, но надежно подтвердить или опровергнуть наличие тяги ученым не удавалось. Это связано с небольшими значениями якобы развиваемой тяги, а также множеством побочных процессов, которые могут стать источниками ложного положительного результата. Среди них отталкивание от проводов и индуцированных токов в стенах тестовой камеры, взаимодействие с атмосферой (тяга за счет разогрева двигателя и возникновения конвективных потоков) и многие другие. Авторы новой работы заявляют, что в эксперименте большая часть этих эффектов была нивелирована.
Как отмечает Брайан Коберлейн в своей колонке в Forbes, даже факт того, что статья прошла рецензирование не означает, что ее результат верен. К примеру, работа коллаборации BICEP2, позволявшая впервые заявить о детектировании гравитационных волн на основе поляризации реликтового излучения, была опубликована в высокорейтинговом журнале Physical Review Letters. Позднее анализ данных с телескопа «Планк» опроверг эту интерпретацию — оказалось, что авторы оригинальной статьи недооценили вклад теплового излучения межзвездной пыли. В случае последней работы по EmDrive физики, к примеру, не учли тепловое расширение деталей двигателя.
Journal of Propulsion and Power издается американским институтом аэронавтики и астронавтики. Его импакт фактор — количество цитирований статей к количеству опубликованных статей — составляет около 1,13. Это наукометрический индекс, который часто используют для оценки уровня журналов и качества статей в них. Для сравнения, импакт фактор Physical Review Letters составляет около 7,65 (2015 год). В 2013 году импакт фактор Nature составил 42,3.
Владимир Королёв
nplus1.ru
Галкин: Я бы не доверял британским таблоидам
Научный обозреватель телеканала «Культура» Александр Галкин в комментарии Федеральному агентству новостей объяснил, почему не стоит слепо доверять сообщениям западных СМИ о тех или иных научных открытиях.
С очередной сенсационной новостью выступил известный британский таблоид Daily Mail. По мнению собеседника ФАН, речь, вероятнее всего, идет о не совсем достоверной информации СМИ.
Китайские ученые разработали и создали рабочий образец двигателя EmDrive, действие которого сложно объяснить в рамках закона сохранения импульса, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал CCTV-2. Даже если предположить, что установка работает, она не будет использоваться в качестве маршевого двигателя на наших космических кораблях, заявил эксперт корреспонденту ФАН.
Стоит отметить, что каких-то технических подробностей или выкладок китайские специалисты не привели, однако в ролике об изобретении значится, что эта силовая установка в самое ближайшее время может быть испытана в космосе.
EmDrive — это устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, который накапливает энергию колебаний. Именно в момент работы устройства создается тяга, которую невозможно объяснить законом сохранения энергии. По словам китайских представителей, такой двигатель позволил бы человечеству добраться до края Солнечной системы за несколько месяцев.
«Я бы не доверял такому ресурсу, как Daily Mail, потому что их сотрудники работают по принципу «слышал звон, да не знаю где он». У них на все своя интерпретация и свое видение ситуации. Они просто не разобрались в вопросе и выпустили материал. Даже если предположить, что в момент генерации микроволн возникает какая-то тяга, а в это верится с трудом, то такие силовые установки подошли бы только для маневрирования в космосе. Как маршевые двигатели их нельзя было бы использовать из-за малой мощности», — поясняет ситуацию эксперт.
Тем не менее, ранее специалисты NASA выпускали научную работу, в которой сообщалось, что EmDrive действительно вырабатывает «постоянную» тягу, при этом не тратя топливо. Тогда сообщалось, что в момент работы устройства не происходит выработки направленного пучка излучения, что, к слову, противоречит закону сохранения импульса.
«Система по всем параметрам выглядит, как фантастика, однако я не могу не учитывать тот факт, что в середине 2015 года испытаниями двигателя занимался сотрудник Дрезденского технического университета Мартин Таймар, который не смог подтвердить или же опровергнуть действие этого устройства. Слышал, что для доказательства работоспособности двигателя приводились различные теории, которые противоречат установленным в физике представлениями о природе вакуума и инерции. Но все равно, пока мощности устройства будет недостаточно для перемещения между отдаленными космическими объектами», — заключит российский ученый.
Напомним, идея EmDrive впервые была предложена инженером Роджером Шойером. Стоит отметить, что отсутствие расходуемого «рабочего тела» у этого двигателя действительно нарушает закон сохранения импульса. При этом какого-либо общепринятого объяснения этого противоречия авторами разработок не предложено.
riafan.ru
«Невозможный» двигатель успешно заработал в космосе, – СМИ — Naked Science
Двигатель EmDrive привлекает внимание ученых со всего мира. Некоторые эксперты убеждены в его работоспособности, другие же сомневаются в том, что такой двигатель может быть где-либо использован. И теперь эксперты из Китайской академии космических технологий на прошедшей в Пекине пресс-конференции заявили, что они успешно испытали рабочий образец бестопливного двигателя. Эксперимент провели на борту космического аппарата «Тяньгун-2», в дальнейшем эксперты из КНР хотят использовать концепцию EmDrive для космических спутников.
Правительство КНР финансирует разработку «невозможного» двигателя с 2010 года. За это время было создано несколько версий, которые можно было использовать в условиях невесомости. Во время испытаний были детально рассмотрены разные стороны EmDrive. И сейчас, по словам экспертов из Китая, появились убедительные доказательства того, что двигатель действительно работает, создавая незначительную тягу.
Сам EmDrive имеет довольно «неказистый» вид и похож на ведро, положенное на бок. Двигатель включает в себя магнетрон и резонатор. Если верить Роджеру Шойеру (создателю концепции), магнетрон генерирует микроволны и энергия их колебаний накапливается в резонаторе. При этом сам факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы рассматривается как источник тяги. «Невозможным» же двигатель называют потому, что он не использует рабочее тело: так что в случае с EmDrive нарушается закон сохранения импульса. Ранее сообщалось, что двигатель способен развивать тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт.
Следует сказать, что опубликованные не так давно материалы, демонстрирующие успешную работу EmDrive, физики пытались объяснить ошибками, допущенными при проведении эксперимента. А вот «оптимисты» уже заявили, что созданная на основе EmDrive силовая установка может в будущем помочь человечеству достичь далеких космических глубин.
naked-science.ru
