EmDrive کار می کند! پارو در کیهان فرو رفت

فیزیک تقریباً در لبه پرتگاه است. در نوامبر 2016، ناسا یک گزارش علمی در مورد آزمایش EmDrive در آزمایشگاه Eagleworks منتشر کرد (1). در آن آژانس تایید می کند که دستگاه کشش تولید می کند، یعنی کار می کند. مشکل این است که هنوز مشخص نیست چرا کار می کند ...

1. سیستم آزمایشگاهی برای اندازه گیری نیروی رانش موتور EmDrive

2. نوشتن یک رشته در EmDrive در طول تست

دانشمندان و مهندسان آزمایشگاه Eagleworks ناسا با دقت به تحقیقات خود پرداختند. آنها حتی سعی کردند هر گونه منبع احتمالی خطا را پیدا کنند - اما فایده ای نداشت. آنها موتور EmDrive 1,2 ± 0,1 میلی نیوتن نیروی رانش در هر کیلووات توان تولید می کرد (2). این نتیجه محجوب است و بازده کلی چندین برابر کمتر از لوله های یونی است، به عنوان مثال، رانشگر هال، اما مزیت بزرگ آن دشوار است - به هیچ سوختی نیاز ندارد.بنابراین، در سفر احتمالی، نیازی به همراه داشتن مخزن سوخت، "شارژ" با قدرت آن نیست.

این اولین بار نیست که محققان ثابت می کنند که این کار می کند. با این حال، هنوز کسی نتوانسته دلیل آن را توضیح دهد. کارشناسان ناسا معتقدند عملکرد این موتور قابل توضیح است نظریه موج آزمایشی. البته این تنها فرضیه ای نیست که در تلاش برای توضیح منشأ مرموز این سکانس است. برای تایید فرضیات دانشمندان به مطالعات بیشتری نیاز خواهد بود. صبور باشید و برای ادعاهای بعدی که EmDrive (3)… واقعا کار می کند.

این در مورد شتاب است

کیس EmDrive در چند ماه گذشته مانند یک موتور موشک واقعی شتاب و شتاب گرفته است. این با توالی وقایع زیر مشهود است:

• در آوریل 2015، خوزه رودال، جرمی مولیکین و نوئل مونسون نتایج تحقیقات خود را در یک انجمن اعلام کردند (این یک سایت تجاری است، علیرغم نام، وابسته به ناسا نیست). همانطور که مشخص شد، آنها عملکرد موتور را در خلاء بررسی کردند و خطاهای احتمالی اندازه گیری را حذف کردند و اصل کارکرد این موتور را با استفاده از آنها ثابت کردند.
• در آگوست 2015، نتایج مطالعه مارتین تایمار از دانشگاه فنی درسدن منتشر شد. این فیزیکدان گفت که موتور EmDrive واقعاً تراست شد، اما این اصلاً دلیلی بر عملکرد آن نیست. هدف از آزمایش تایمار آزمایش اثرات جانبی روش های قبلی مورد استفاده برای آزمایش موتور بود. با این حال، خود آزمایش به دلیل انجام نادرست، خطاهای اندازه گیری مورد انتقاد قرار گرفت و نتایج اعلام شده «بازی با کلمات» نامیده شد.
• در ژوئن 2016، دانشمند و مهندس آلمانی پل کوتسیلا از یک کمپین سرمایه گذاری جمعی برای پرتاب ماهواره ای به نام PocketQube به فضا خبر داد.
• در آگوست 2016، Guido Fetta، بنیانگذار Cannae Inc.، طرح مفهومی پرتاب CubeSat، یک ماهواره مینیاتوری مجهز به Cannae Drive را اعلام کرد.4، یعنی در نسخه EmDrive خودتان.
• در اکتبر 2016، راجر جی. شوئر، مخترع EmDrive، پتنت های بریتانیا و بین المللی را برای نسل دوم موتور خود دریافت کرد.
• در 14 اکتبر 2016، یک مصاحبه فیلم با Scheuer برای International Business Times UK منتشر شد. این نشان دهنده آینده و تاریخچه توسعه EmDrive است و مشخص شد که وزارت دفاع ایالات متحده و بریتانیا و همچنین پنتاگون، ناسا و بوئینگ به این اختراع علاقه مند هستند. Scheuer به برخی از این سازمان‌ها تمام اسناد فنی را برای درایو و نمایش EmDrive ارائه می‌کند و نیروی رانش 8g و 18g را ارائه می‌کند. Scheuer معتقد است که انتظار می‌رود نسل دوم درایو برودتی EmDrive دارای رانش معادل تنی باشد که به درایو اجازه می‌دهد تا تقریباً در تمام خودروهای مدرن استفاده می شود.
• در 17 نوامبر 2016، نتایج تحقیقات ناسا در بالا منتشر شد که در ابتدا کارکرد نیروگاه را تایید کرد.

4. Cannae Drive روی ماهواره - تجسم

17 سال و هنوز یک راز

5. Roger Scheuer با مدل EmDrive خود

نام طولانی تر و دقیق تر EmDrive است موتور تشدید کننده تشدید RF. مفهوم محرکه الکترومغناطیسی در سال 1999 توسط دانشمند و مهندس بریتانیایی راجر شوئر، بنیانگذار Satellite Propulsion Research Ltd. در سال 2006، او مقاله ای در مورد EmDrive در New Scientist منتشر کرد.5). متن مورد انتقاد شدید محققان قرار گرفته است. به نظر آنها، یک درایو الکترومغناطیسی نسبیتی مبتنی بر مفهوم ارائه شده، قانون بقای تکانه را نقض می کند، یعنی. یکی دیگر از گزینه های فانتزی در مورد است.

اما هم آزمایش‌های چینی چند سال پیش و هم آزمایش‌هایی که ناسا در پاییز انجام داد، به نظر می‌رسد که تأیید می‌کنند که حرکت با استفاده از فشار تابش الکترومغناطیسی روی سطح و تأثیر بازتاب امواج الکترومغناطیسی در یک موجبر مخروطی منجر به اختلاف نیرو می‌شود. و ظاهر کشش. این توان به نوبه خود می تواند ضرب شود لوسترا، در فاصله مناسب، مضربی از نصف طول موج الکترومغناطیسی قرار می گیرد.

با انتشار نتایج آزمایش ناسا Eagleworks Lab، بحث بر سر این راه حل بالقوه انقلابی دوباره زنده شد. اختلاف بین یافته های تجربی و تئوری علمی واقعی و قوانین فیزیک باعث ایجاد نظرات افراطی در مورد آزمایش های انجام شده شده است. اختلاف بین ادعاهای خوش بینانه در مورد پیشرفت در سفرهای فضایی و انکار آشکار نتایج تحقیقات، بسیاری را به تفکر عمیق در مورد فرضیه ها و معضلات جهانی دانش علمی و محدودیت های آزمایش علمی واداشته است.

اگرچه بیش از هفده سال از افشای این پروژه توسط Schueer می گذشت، مدل مهندس بریتانیایی نمی توانست برای تأیید تحقیقات قابل اعتماد مدت زیادی صبر کند. اگرچه آزمایش‌های مربوط به کاربرد آن هر از چند گاهی تکرار می‌شد، تصمیم به اعتبارسنجی صحیح آنها و آزمایش روش‌شناسی در یک مطالعه علمی خاص گرفته نشد. وضعیت در این زمینه پس از انتشار فوق الذکر از نتایج بررسی شده آزمایش در آزمایشگاه آمریکایی Eagleworks تغییر کرد. با این حال، علاوه بر حقانیت اثبات شده روش تحقیق اتخاذ شده، از همان ابتدا، تمام شبهات برطرف نشد که در واقع اعتبار خود ایده را تضعیف کرد.

و نیوتن؟

برای نشان دادن میزان مشکل در اصل موتور Scheuer، منتقدان تمایل دارند نویسنده ایده EmDrive را با مالک خودرویی مقایسه کنند که می‌خواهد با فشار دادن شیشه جلوی خود از داخل، اتومبیل خود را به حرکت درآورد. ناسازگاری که بدین ترتیب با اصول بنیادی دینامیک نیوتنی نشان داده شده است، همچنان به عنوان ایراد اصلی در نظر گرفته می شود، که کاملاً اعتبار طرح مهندس بریتانیایی را رد می کند. مخالفان مدل شوئر با آزمایش‌های پی درپی که به طور غیرمنتظره‌ای نشان می‌داد که موتور EmDrive می‌تواند به طور موثر کار کند متقاعد نشدند.

البته باید اعتراف کرد که نتایج تجربی به دست آمده تاکنون از فقدان مبنای ماهوی روشن در قالب مفاد و الگوهای اثبات شده علمی رنج می برد. هم محققان و هم علاقه مندانی که کارایی مدل موتور الکترومغناطیسی را اثبات می کنند، اذعان می کنند که یک اصل فیزیکی به وضوح تایید شده که عملکرد آن را برخلاف قوانین دینامیک نیوتن توضیح دهد، پیدا نکرده اند.

6. توزیع فرضی بردارهای تعامل در سیلندر EmDrive

با این حال، خود شوئر نیاز به در نظر گرفتن پروژه خود را بر اساس مکانیک کوانتومی، و نه کلاسیک، همانطور که در مورد درایوهای معمولی انجام می‌دهد، فرض می‌کند. به نظر او، کار EmDrive بر اساس تاثیر خاص امواج الکترومغناطیسی ( 6) که تأثیر آن به طور کامل در اصول نیوتن منعکس نشده است. همچنین Scheuer هیچ مدرک علمی و روش‌شناسی تأیید شده ارائه نمی‌کند.

علیرغم تمام اعلامیه های انجام شده و نتایج تحقیقات امیدوارکننده، نتایج آزمایش آزمایشگاه Eagleworks ناسا تنها آغاز یک روند طولانی برای تأیید شواهد و ایجاد اعتبار علمی پروژه ای است که توسط Scheuer آغاز شده است. اگر نتایج آزمایش‌های تحقیقاتی قابل تکرار باشند و عملکرد مدل در شرایط فضایی نیز تأیید شود، سؤال بسیار جدی‌تری برای تجزیه و تحلیل باقی می‌ماند. مشکل تطبیق کشف با اصول دینامیکدر حالی که غیر قابل لمس ظهور چنین وضعیتی نباید به طور خودکار به معنای انکار نظریه علمی فعلی یا قوانین بنیادی فیزیکی باشد.

از لحاظ تئوری، EmDrive با استفاده از پدیده فشار تشعشع کار می کند. سرعت گروهی یک موج الکترومغناطیسی، و در نتیجه نیروی تولید شده توسط آن، ممکن است به هندسه موجبر موجی که در آن منتشر می شود، بستگی داشته باشد. با توجه به ایده Scheuer، اگر یک موجبر مخروطی را به گونه ای بسازید که سرعت موج در یک انتها تفاوت قابل توجهی با سرعت موج در انتهای دیگر داشته باشد، با انعکاس موج بین دو انتها، تفاوتی در فشار تشعشع، یعنی نیروی کافی برای دستیابی به کشش. به گفته Scheuer، EmDrive قوانین فیزیک را نقض نمی کند، اما از نظریه انیشتین استفاده می کند - موتور به سادگی در یک چارچوب مرجع دیگر از موج "کار" درون آن.

7. نمودار مفهومی عملیات EmDrive

درک اینکه EmDrive چگونه کار می کند سخت است، اما می دانید که از چه چیزی تشکیل شده است (7). مهمترین قسمت دستگاه است رزوناتور میکروفالویکه تشعشعات مایکروویو به آن تولید می شود مایکروویو (لامپ ساطع کننده مایکروویو که هم در رادار و هم در مایکروویو استفاده می شود). تشدید کننده از نظر شکل شبیه به یک مخروط فلزی کوتاه است - یک انتهای آن پهن تر از دیگری است. به دلیل ابعاد مناسب انتخاب شده، امواج الکترومغناطیسی با طول معین در آن طنین انداز می شوند. فرض بر این است که این امواج به سمت انتهای گسترده تر شتاب می گیرند و به سمت انتهای باریک تر کاهش می یابند. تفاوت در سرعت جابجایی موج باید منجر به اختلاف در فشار تابش اعمال شده بر دو طرف مقابل تشدید کننده شود و در نتیجه به شکل گیری منجر شود. نیروی محرکه وسیله نقلیه. این دنباله به سمت پایه گسترده تر عمل می کند. مشکل اینجاست که به گفته منتقدان شوئر، این اثر تاثیر امواج بر دیواره های جانبی مخروط را جبران می کند.

8. نازل موتور یونی

موتور جت یا موشک، وسیله نقلیه را فشار می‌دهد (تراست) در حالی که گاز احتراق شتاب‌زده را خارج می‌کند. رانشگر یونی مورد استفاده در کاوشگرهای فضایی نیز گاز ساطع می کند (8) اما به شکل یون هایی که در میدان الکترومغناطیسی شتاب می گیرند. EmDrive هیچ کدام از اینها را منفجر نمی کند.

طبق قانون سوم نیوتن برای هر عملی عکس العملی متضاد و مساوی وجود دارد، یعنی اعمال متقابل دو جسم همیشه برابر و متضاد است. اگر به دیوار تکیه بدهیم به ما فشار می آورد، هرچند راه به جایی نمی برد. همانطور که او صحبت می کند اصل بقای تکانهاگر نیروهای خارجی (برهمکنش ها) بر روی سیستمی از اجسام عمل نکنند، آنگاه این سیستم حرکت ثابتی دارد. به طور خلاصه، EmDrive نباید کار کند. اما کار می کند. حداقل این چیزی است که دستگاه های تشخیص نشان می دهند.

قدرت نمونه های اولیه ساخته شده تاکنون آنها را از پا نمی اندازد، اگرچه، همانطور که قبلاً اشاره کردیم، برخی از موتورهای یونی مورد استفاده در عمل در این محدوده های میکرونیوتنی کار می کنند. به گفته Scheuer، نیروی رانش در EmDrive را می توان با استفاده از ابررساناها به شدت افزایش داد.

تئوری موج پیلوت

نظریه موج آزمایشی توسط محققان ناسا به عنوان مبنای علمی احتمالی برای عملیات EmDrive ارائه شد. این اولین نظریه متغیر پنهان شناخته شده است که توسط لوئیز دو بروگلی در سال 1927، بعدها فراموش شد، سپس دوباره کشف و بهبود یافت دیوید بوهم - الان زنگ زد نظریه دو بروگلی-بوم. عاری از مشکلاتی است که در تفسیر استاندارد مکانیک کوانتومی وجود دارد، مانند فروپاشی آنی تابع موج و مسئله اندازه گیری (معروف به پارادوکس گربه شرودینگر).

این نظریه غیر محلیاین بدان معناست که حرکت یک ذره معین مستقیماً تحت تأثیر حرکت سایر ذرات در سیستم قرار می گیرد. با این حال، این غیر محلی بودن اجازه نمی دهد اطلاعات با سرعتی بیشتر از سرعت نور منتقل شود و بنابراین با نظریه نسبیت مغایرتی ندارد. نظریه موج آزمایشی یکی از چندین تفسیر مکانیک کوانتومی است. تاکنون، هیچ تفاوت تجربی بین پیش‌بینی‌های نظریه موج آزمایشی و تفسیر استاندارد مکانیک کوانتومی یافت نشده است.

در انتشارات خود در سال 1926 مکس بورن پیشنهاد کرد که تابع موج معادله موج شرودینگر چگالی احتمال یافتن یک ذره است. برای این ایده بود که دو بروگل نظریه موج آزمایشی را توسعه داد و تابع موج آزمایشی را توسعه داد. او در اصل یک رویکرد راه حل دوگانه را پیشنهاد کرد که در آن یک جسم کوانتومی حاوی یک موج فیزیکی (موج u) در فضای واقعی با یک ناحیه تکی کروی است که باعث رفتار ذره‌مانند می‌شود. در این شکل اصلی نظریه، محقق وجود ذره کوانتومی را فرض نمی‌کند. او بعداً تئوری موج آزمایشی را تدوین کرد و در کنفرانس معروف Solvay در سال 1927 ارائه کرد. ولفگانگ پائولی با این حال، او فرض کرد که چنین مدلی برای پراکندگی ذرات غیرکشسان درست نیست. دی بروگلی پیدا نکرد

به این پاسخ و به زودی مفهوم موج آزمایشی را رها کرد. او هرگز نظریه خود را برای پوشش تصادفی توسعه نداد.

بسیاری از ذرات

در سال 1952، دیوید بوهم نظریه موج آزمایشی را دوباره کشف کرد. نظریه د بروگلی-بوهم در نهایت به عنوان تفسیر صحیح مکانیک کوانتومی شناخته شد و جایگزینی جدی برای محبوب ترین تفسیر کپنهاگ تا به امروز است. نکته مهم این است که از پارادوکس اندازه گیری که با تفسیر استاندارد مکانیک کوانتومی تداخل دارد، آزاد است.

موقعیت و تکانه ذرات متغیرهای پنهانی هستند به این معنا که هر ذره دارای مختصات و تکانه مشخصی در هر زمان معین است. با این حال، اندازه گیری هر دوی این کمیت ها به طور همزمان غیرممکن است، زیرا هر اندازه گیری یکی ارزش دیگری را مختل می کند - مطابق با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ. مجموعه ای از ذرات دارای یک موج ماده متناظر است که طبق معادله شرودینگر تکامل می یابد. هر ذره یک مسیر قطعی را دنبال می کند که توسط یک موج آزمایشی کنترل می شود. در مجموع، چگالی ذرات مطابق با ارتفاع دامنه تابع موج است. تابع موج مستقل از ذرات است و می تواند به عنوان یک تابع موج خالی وجود داشته باشد.

در تفسیر کپنهاگ، ذرات تا زمانی که مشاهده نشوند مکان ثابتی ندارند. در تئوری موج

موقعیت خلبانی ذرات به خوبی مشخص است، اما این پیامدهای جدی برای کل فیزیک دارد - بنابراین

همچنین این نظریه چندان محبوب نیست. با این حال، به شما این امکان را می دهد که نحوه عملکرد EmDrive را توضیح دهید.

تیم تحقیقاتی ناسا در نوامبر 2016 می نویسد: "اگر یک رسانه بتواند ارتعاشات صوتی را منتقل کند، اجزای آن می توانند برهم کنش داشته باشند و حرکت حرکتی را منتقل کنند."

یکی از پیامدهای این تفسیر، ظاهراً این است که EmDrive حرکت می کند، گویی از جهان "هل می کند".

 EmDrive نباید قوانین فیزیک را زیر پا بگذارد...

مایک مک‌کالوچ از دانشگاه پلیموث می‌گوید و نظریه جدیدی را پیشنهاد می‌کند که روشی متفاوت از تفکر در مورد حرکت و اینرسی اجسام با شتاب‌های بسیار کوچک را پیشنهاد می‌کند. اگر حق با او بود، ما در نهایت این رانش مرموز را "غیر اینرسی" می نامیم، زیرا اینرسی، یعنی اینرسی است که محقق بریتانیایی را آزار می دهد.

اینرسی مشخصه تمام اجسامی است که جرم دارند، به تغییر جهت یا شتاب واکنش نشان می دهند. به عبارت دیگر، جرم را می توان معیاری برای اینرسی در نظر گرفت. اگرچه به نظر ما این یک مفهوم شناخته شده است، ماهیت آن چندان آشکار نیست. مفهوم مک کالوخ بر این فرض استوار است که اینرسی به دلیل اثری است که توسط نسبیت عام پیش بینی شده است. تشعشعات آنروa تشعشع جسم سیاهی است که بر روی اجسام شتاب دهنده اثر می گذارد. از طرفی می توان گفت وقتی شتاب می گیریم رشد می کند.

درباره EmDrive مفهوم مک‌کالوچ بر اساس این فکر است: اگر فوتون‌ها جرمی داشته باشند، هنگام بازتاب باید اینرسی را تجربه کنند. با این حال، تابش Unruh در این مورد بسیار کم است. آنقدر کوچک که می تواند با محیط نزدیک خود تعامل داشته باشد. در مورد EmDrive، این مخروط طراحی "موتور" است. مخروط اجازه می دهد تا تابش Unruh با طول مشخصی در انتهای پهن تر و تابش با طول کوتاه تر در انتهای باریک تر. فوتون ها منعکس می شوند، بنابراین اینرسی آنها در محفظه باید تغییر کند. و از اصل حفظ حرکت، که بر خلاف نظرات مکرر در مورد EmDrive، در این تفسیر نقض نمی شود، نتیجه می شود که کشش باید به این ترتیب ایجاد شود.

نظریه مک کالوخ از یک سو مشکل بقای تکانه را از بین می برد و از سوی دیگر در حاشیه جریان اصلی علمی قرار دارد. از نقطه نظر علمی، فرض اینکه فوتون ها دارای جرم اینرسی هستند، قابل بحث است. علاوه بر این، به طور منطقی، سرعت نور باید در داخل محفظه تغییر کند. پذیرش این امر برای فیزیکدانان بسیار دشوار است.

آیا واقعا یک رشته است؟

با وجود نتایج مثبت ذکر شده از مطالعه کشش EmDrive، منتقدان همچنان مخالف آن هستند. آنها خاطرنشان می کنند که برخلاف گزارش رسانه ها، ناسا هنوز ثابت نکرده است که موتور واقعاً کار می کند. مثلاً با قطعیت مطلق امکان پذیر است خطاهای تجربیناشی از تبخیر موادی است که بخش‌هایی از پیشرانه را تشکیل می‌دهند.

منتقدان استدلال می کنند که قدرت یک موج الکترومغناطیسی در هر دو جهت در واقع معادل است. ما با عرض متفاوتی از ظرف سروکار داریم، اما این چیزی را تغییر نمی دهد، زیرا امواج مایکروویو، که از انتهای وسیع تری منعکس می شوند و برمی گردند، نه تنها بر روی یک ته باریکتر، بلکه بر روی دیوارها نیز می افتند. به عنوان مثال، افراد بدبین به ایجاد نیروی رانش نوری با جریان هوا فکر کردند، اما ناسا پس از آزمایش در یک محفظه خلاء این موضوع را رد کرد. در همان زمان، دانشمندان دیگر با فروتنی داده های جدید را پذیرفتند و به دنبال راهی برای تطبیق معنادار آنها با اصل بقای تکانه بودند.

برخی تردید دارند که در این آزمایش نیروی رانش خاص موتور و اثر گرمایش سیستم تحت درمان با جریان الکتریکی متمایز می شود (9). در تنظیمات آزمایشی ناسا، مقدار بسیار زیادی انرژی حرارتی وارد سیلندر می‌شود که می‌تواند توزیع جرم و مرکز ثقل را تغییر دهد و باعث می‌شود نیروی رانش EmDrive در دستگاه‌های اندازه‌گیری شناسایی شود.

9. تصاویر حرارتی سیستم در حین تست

علاقه مندان به EmDrive این را می گویند راز، در میان چیزهای دیگر، در شکل یک استوانه مخروطی نهفته استبه همین دلیل است که این خط ظاهر می شود. شکاکان پاسخ می دهند که ارزش آزمایش محرک غیرممکن با یک سیلندر معمولی را دارد. زیرا اگر چنین طراحی متعارف و غیرمخروطی وجود داشته باشد، برخی از ادعاهای "عرفانی" در مورد EmDrive را تضعیف می کند، و همچنین از این ظن حمایت می کند که اثرات حرارتی شناخته شده "موتور غیرممکن" در کار است. راه اندازی آزمایشی.

"عملکرد" ​​موتور، همانطور که توسط آزمایش های Eagleworks ناسا اندازه گیری شد، نیز مشکوک است. هنگام استفاده از 40 وات، رانش در سطح 40 میکرون - در 20 میکرون مثبت یا منفی اندازه گیری شد. این خطا 50 درصد است. پس از افزایش توان به 60 وات، اندازه گیری عملکرد حتی از دقت کمتری برخوردار شد. با این حال، حتی اگر این داده ها را به صورت اسمی در نظر بگیریم، نوع جدید درایو هنوز هم تنها یک دهم توان به ازای هر کیلووات برق تولید می کند که با پیشرانه های یونی پیشرفته مانند NSTAR یا NEXT قابل دستیابی است.

شکاکان خواستار آزمایش بیشتر، دقیق تر و البته مستقل هستند. آنها به یاد می آورند که رشته EmDrive در آزمایش های چینی در سال 2012 ظاهر شد و پس از بهبود روش های آزمایشی و اندازه گیری ناپدید شد.

بررسی حقیقت در مدار

پاسخ نهایی (؟) به این سوال که آیا درایو با یک محفظه رزونانس کار می کند توسط Guido Fett فوق الذکر - مخترع گونه ای از این مفهوم به نام کانا درایو. به نظر او، بدبینان و منتقدان با فرستادن ماهواره ای که با این موتور به مدار زمین کار می کند، دهان خود را خواهند بست. البته اگر Cannae Drive واقعاً ماهواره ای را پرتاب کند بسته می شود.

یک کاوشگر به اندازه 6 واحد CubeSat (یعنی تقریباً 10 × 20 × 30 سانتی متر) باید تا ارتفاع 241 کیلومتری بالا برده شود، جایی که حدود نیم سال در آنجا بماند. سوخت تصحیح ماهواره‌های سنتی در این اندازه در حدود شش هفته تمام می‌شود. EmDrive با انرژی خورشیدی این محدودیت را حذف خواهد کرد.

برای ساخت این دستگاه، شرکت Cannae، که توسط Fetta، Inc. این شرکت را با LAI International و SpaceQuest Ltd با داشتن تجربه به عنوان تامین کننده قطعات یدکی از جمله تاسیس کرد. برای هوانوردی و سازنده ریزماهواره. اگر همه چیز خوب پیش برود، پس تیزوساز آنجا که این نام سرمایه گذاری جدید است، می تواند اولین ریزماهواره EmDrive را در سال 2017 راه اندازی کند.

فنلاندی ها می گویند آنها چیزی جز فوتون نیستند.

چند ماه قبل از انتشار نتایج ناسا، مجله معتبر AIP Advances مقاله ای در مورد موتور بحث برانگیز EmDrive منتشر کرد. نویسندگان آن، پروفسور فیزیک آرتو آنیلا از دانشگاه هلسینکی، دکتر ارکی کوله ماینن از دانشگاه جیواسکیلا در شیمی آلی، و فیزیکدان پاتریک گرن از کامسول، استدلال می‌کنند که EmDrive به دلیل آزاد شدن فوتون ها از یک محفظه بسته، نیروی رانش را به دست می آورد.

پروفسور آنیلا یکی از محققان مشهور نیروهای طبیعت است. او نویسنده نزدیک به پنجاه مقاله است که در مجلات معتبر چاپ شده است. نظریه های او در مطالعه انرژی تاریک و ماده تاریک، تکامل، اقتصاد و علوم اعصاب کاربرد پیدا کرده است. Annila قاطعانه است: EmDrive مانند هر موتور دیگری است. سوخت می گیرد و نیروی رانش ایجاد می کند.

در سمت سوخت، همه چیز برای همه ساده و واضح است - امواج مایکروویو به موتور ارسال می شود. مشکل این است که چیزی از آن دیده نمی شود، بنابراین مردم فکر می کنند که موتور کار نمی کند. پس چگونه می تواند چیزی غیرقابل تشخیص از آن بیرون بیاید؟ فوتون ها در محفظه به جلو و عقب جهش می کنند. برخی از آنها در یک جهت و با همان سرعت حرکت می کنند، اما فاز آنها 180 درجه جابجا می شود. بنابراین، اگر آنها در این پیکربندی سفر کنند، میدان های الکترومغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند. این مانند امواج آب است که با هم حرکت می کنند وقتی یکی از دیگری منحرف می شود تا یکدیگر را خنثی کنند. آب نمی رود، هنوز آنجاست. به طور مشابه، فوتون هایی که حرکت حرکتی را حمل می کنند، ناپدید نمی شوند، حتی اگر به صورت نور قابل مشاهده نباشند. و اگر امواج دیگر خاصیت الکترومغناطیسی نداشته باشند، چون از بین رفته اند، از دیواره های محفظه منعکس نمی شوند و آن را ترک نمی کنند. بنابراین، ما یک درایو به دلیل جفت فوتون داریم.

قایق غوطه ور در فضا-زمان نسبی

فیزیکدان مشهور جیمز اف وودوارد (10) از سوی دیگر، مبنای فیزیکی کارکرد نوع جدیدی از پیشرانه را به اصطلاح می داند. کمین ماها. وودوارد یک نظریه ریاضی غیر محلی را بر اساس اصل ماخ تدوین کرد. با این حال، مهم‌تر از همه، نظریه او قابل تأیید است زیرا اثرات فیزیکی را پیش‌بینی می‌کند.

وودوارد می گوید که اگر چگالی جرم-انرژی هر سیستم معین با گذشت زمان تغییر کند، جرم آن سیستم با مقداری متناسب با مشتق دوم تغییر چگالی سیستم مورد نظر تغییر می کند.

اگر مثلاً یک خازن سرامیکی 1 کیلوگرمی یک بار با ولتاژ مثبت و گاهی منفی شارژ شود که در فرکانس 10 کیلوهرتز تغییر می کند و توان را انتقال می دهد، مثلاً 100 وات - نظریه وودوارد پیش بینی می کند که جرم خازن باید ± تغییر کند. 10 میلی گرم در اطراف مقدار جرم اصلی خود در فرکانس 20 کیلوهرتز. این پیش بینی در آزمایشگاه تایید شده است و بنابراین اصل ماخ به طور تجربی تایید شده است.

ارنست ماخ معتقد بود که بدن به طور یکنواخت نه در رابطه با فضای مطلق، بلکه در ارتباط با مرکز جرم تمام اجسام دیگر در جهان حرکت می کند. اینرسی یک جسم نتیجه تعامل آن با اجسام دیگر است. به عقیده بسیاری از فیزیکدانان، تحقق کامل اصل ماخ وابستگی کامل هندسه فضا-زمان به توزیع ماده در کیهان را اثبات می کند و نظریه مربوط به آن نظریه فضا-زمان نسبی خواهد بود.

از نظر بصری، این مفهوم از موتور EmDrive را می توان با قایقرانی در اقیانوس مقایسه کرد. و این اقیانوس کائنات است. این حرکت کمابیش مانند پارویی خواهد بود که در آبی که کیهان را تشکیل می دهد فرو می رود و خود را از آن دفع می کند. و جالب ترین چیز در مورد همه اینها این است که فیزیک اکنون در وضعیتی است که این گونه استعاره ها اصلاً شبیه داستان های علمی تخیلی و شعر به نظر نمی رسند.

نه تنها EmDrive، یا درایوهای فضایی آینده

در حالی که موتور Scheuer تنها یک افزایش حداقلی را ارائه کرده است، در حال حاضر آینده بزرگی در سفرهای فضایی دارد که ما را به مریخ و فراتر از آن خواهد برد. با این حال، این تنها امید برای یک موتور فضاپیما واقعا سریع و کارآمد نیست. در اینجا چند مفهوم دیگر وجود دارد:

•  درایو هسته ای. این شامل شلیک بمب‌های اتمی و هدایت نیروی انفجار آنها با یک بشکه به سمت عقب کشتی است. انفجارهای هسته ای نیروی ضربه ای ایجاد می کند که کشتی را به جلو می راند. یک گزینه غیر قابل انفجار استفاده از مواد شکافت پذیر نمک مانند برومید اورانیوم حل شده در آب است. چنین سوختی در ردیفی از ظروف ذخیره می شود که با لایه ای از مواد بادوام از یکدیگر جدا شده و با افزودن بور بادوام

  یک جاذب نوترون که از جریان آنها بین ظروف جلوگیری می کند. وقتی موتور را روشن می‌کنیم، مواد تمام ظروف با هم ترکیب می‌شوند که باعث واکنش زنجیره‌ای می‌شود و محلول نمک موجود در آب به پلاسما تبدیل می‌شود که در نتیجه نازل موشک از دمای عظیم پلاسما توسط یک میدان مغناطیسی محافظت می‌شود. یک نیروی محرکه ثابت می دهد. تخمین زده می شود که این روش می تواند موشک را تا 6 متر بر ثانیه و حتی بیشتر شتاب دهد. با این حال، با این روش، حجم زیادی از سوخت هسته ای مورد نیاز است - برای یک کشتی با وزن هزار تن، این مقدار به 10 تن می رسد. تن اورانیوم

• موتور فیوژن با استفاده از دوتریوم. پلاسمای با دمای حدود 500 میلیون درجه سانتیگراد، که نیروی رانش می دهد، برای طراحان، به عنوان مثال، نازل های اگزوز، یک مشکل جدی ایجاد می کند. با این حال، سرعتی که از نظر تئوری می‌توان در این مورد به دست آورد، نزدیک به یک دهم سرعت نور است، یعنی. تا 30 XNUMX. کیلومتر بر ثانیه با این حال، این گزینه هنوز از نظر فنی غیرممکن است.
• ضد ماده. این چیز عجیب واقعا وجود دارد - در CERN و Fermilab، ما با استفاده از حلقه‌های جمع‌آوری موفق به جمع‌آوری حدود یک تریلیون پاد پروتون یا یک پیکوگرم پادماده شدیم. از نظر تئوری، پادماده را می توان در تله های به اصطلاح پنینگ ذخیره کرد که در آن میدان مغناطیسی از برخورد آن با دیواره های ظرف جلوگیری می کند. نابودی پادماده توسط معمولی

  با یک ماده، به عنوان مثال، با هیدروژن، انرژی غول پیکری از پلاسمای پر انرژی در یک تله مغناطیسی می دهد. از نظر تئوری، وسیله نقلیه ای که با انرژی نابودی ماده و پادماده کار می کند، می تواند تا 90 درصد سرعت نور شتاب بگیرد. با این حال، در عمل، تولید ضد ماده بسیار دشوار و پرهزینه است. یک دسته معین برای تولید نیاز به ده میلیون برابر انرژی دارد که بتواند بعداً تولید کند.

• بادبان های خورشیدی. این یک مفهوم درایو است که برای سال‌ها شناخته شده است، اما هنوز حداقل به طور آزمایشی در انتظار تحقق است. بادبان ها با استفاده از اثر فوتوالکتریک توصیف شده توسط انیشتین کار خواهند کرد. با این حال، سطح آنها باید بسیار بزرگ باشد. خود بادبان نیز باید بسیار نازک باشد تا سازه بیش از حد وزن نداشته باشد.
• عملگر . فانتومیست ها می گویند که کافی است ... فضا را تاب دهید، که در واقع فاصله بین وسیله نقلیه و مقصد را کوتاه می کند و فاصله پشت آن را افزایش می دهد. بنابراین ، خود مسافر فقط کمی حرکت می کند ، اما در "حباب" بر فاصله زیادی غلبه می کند. هر چقدر هم که خارق العاده به نظر برسد، دانشمندان ناسا کاملاً جدی آزمایش کرده اند.

  با اثرات روی فوتون ها در سال 1994، فیزیکدان دکتر Miguel Alcubierre یک نظریه علمی ارائه کرد که توضیح می داد چگونه چنین موتوری می تواند کار کند. در واقع، این نوعی ترفند خواهد بود - به جای اینکه سریعتر از سرعت نور حرکت کند، خود فضا-زمان را اصلاح می کند. متأسفانه، روی دریافت دیسک به این زودی حساب نکنید. یکی از مشکلات متعدد آن این است که کشتی‌هایی که به این روش پیش می‌روند برای تامین انرژی به انرژی منفی نیاز دارند. درست است که این نوع انرژی برای فیزیک نظری شناخته شده است - مدل نظری خلاء به عنوان دریایی بی پایان از ذرات انرژی منفی برای اولین بار توسط فیزیکدان انگلیسی پل دیراک در سال 1930 برای توضیح وجود کوانتومی انرژی منفی پیش بینی شده ارائه شد. ایالت ها. با توجه به معادله دیراک برای الکترون های نسبیتی.

  در فیزیک کلاسیک فرض بر این است که در طبیعت تنها راه حلی با انرژی مثبت وجود دارد و راه حلی با انرژی منفی معنا ندارد. با این حال، معادله دیراک وجود فرآیندهایی را فرض می کند که در آنها یک راه حل منفی می تواند از ذرات مثبت "عادی" ناشی شود، و بنابراین نمی توان آنها را نادیده گرفت. با این حال، معلوم نیست که آیا می توان در واقعیتی که در دسترس ماست، انرژی منفی ایجاد کرد یا خیر.

  مشکلات زیادی در پیاده سازی درایو وجود دارد. به نظر می رسد ارتباط یکی از مهم ترین آنها باشد. به عنوان مثال، مشخص نیست که چگونه یک کشتی می تواند با مناطق اطراف فضا-زمان ارتباط برقرار کند، که سریعتر از سرعت نور حرکت می کند؟ این همچنین از خاموش شدن یا روشن شدن درایو جلوگیری می کند.