EmDrive virkar! Paddle steyptist inn í alheiminn

Eðlisfræðin er næstum á brún hyldýpsins. Í nóvember 2016 birti NASA vísindaskýrslu um EmDrive próf á Eagleworks Laboratories (1). Þar staðfestir stofnunin að tækið framleiðir grip, það er að segja að það virki. Vandamálið er að það er enn óþekkt hvers vegna það virkar ...

1. Rannsóknarstofukerfi til að mæla þrýsting á vél EmDrive

2. Að skrifa streng í EmDrive meðan á prófun stendur

Vísindamenn og verkfræðingar hjá NASA Eagleworks Laboratories fóru mjög vandlega að rannsóknum sínum. Þeir reyndu jafnvel að finna hugsanlegar uppsprettur villu - en án árangurs. Þeir EmDrive vélin framleiddi 1,2 ± 0,1 millinewton af þrýstingi á hvert kílóvatt afl (2). Þessi niðurstaða er lítt áberandi og hefur margfalt lægri heildarnýtni en jónarör, til dæmis Hall-þrýstivélar, en erfitt er að deila um mikla kosti hennar - það þarf ekkert eldsneyti.Þess vegna er engin þörf á að taka með þér í hugsanlega ferð hvaða eldsneytistank sem er „hlaðinn“ af krafti hans.

Þetta er ekki í fyrsta skipti sem vísindamenn sanna að það virki. Enginn hefur þó enn getað útskýrt hvers vegna. Sérfræðingar NASA telja að hægt sé að útskýra virkni þessarar vélar kenning flugmannabylgjunnar. Auðvitað er þetta ekki eina tilgátan sem reynir að útskýra dularfulla uppsprettu röðarinnar. Frekari rannsókna verður krafist til að staðfesta forsendur vísindamannanna. Vertu þolinmóður og vertu viðbúinn síðari fullyrðingum um að EmDrive (3)… Það virkar virkilega.

Þetta snýst um hröðun

EmDrive hulstrið hefur hraðað og hraðað eins og alvöru eldflaugamótor undanfarna mánuði. Til marks um þetta er eftirfarandi atburðarás:

• Í apríl 2015 tilkynntu José Rodal, Jeremy Mullikin og Noel Munson niðurstöður rannsókna sinna á vettvangi (þetta er auglýsingasíða, þrátt fyrir nafnið, ekki tengd NASA). Eins og það kom í ljós, athugaðu þeir virkni hreyfilsins í lofttæmi og útrýmdu hugsanlegum mæliskekkjum, sem sannaði meginregluna um rekstur þessarar vélar með þeim.
• Í ágúst 2015 voru birtar niðurstöður rannsóknar Martin Taimar frá Tækniháskólanum í Dresden. Eðlisfræðingurinn sagði að EmDrive vélin hafi fengið þrýsting, en þetta er alls ekki sönnun fyrir virkni hennar. Tilgangur tilraunar Taimars var að prófa aukaverkanir fyrri aðferða sem notaðar voru til að prófa vélina. Tilraunin sjálf var hins vegar gagnrýnd fyrir ónákvæma hegðun, mæliskekkjur og voru tilkynntar niðurstöður kallaðar „orðaleikur“.
• Í júní 2016 tilkynnti þýski vísindamaðurinn og verkfræðingurinn Paul Kotsila hópfjármögnunarherferð til að skjóta gervihnött sem kallast PocketQube út í geiminn.
• Í ágúst 2016 tilkynnti Guido Fetta, stofnandi Cannae Inc., hugmyndina um sjósetningarhugmyndina fyrir CubeSat, smágervihnött með Cannae Drive (4), það er að segja í þinni eigin útgáfu af EmDrive.
• Í október 2016 fékk Roger J. Scheuer, uppfinningamaður EmDrive, bresk og alþjóðleg einkaleyfi fyrir aðra kynslóð vélar sinnar.
• Þann 14. október 2016 var birt kvikmyndaviðtal við Scheuer fyrir International Business Times UK. Það táknar meðal annars framtíð og sögu þróunar EmDrive og í ljós kom að bandaríska og breska varnarmálaráðuneytið, auk Pentagon, NASA og Boeing, höfðu áhuga á uppfinningunni. Scheuer útvegaði sumum þessara fyrirtækja öll tækniskjöl fyrir drifið og sýnikennslu á EmDrive sem skilar 8g og 18g þrýstikrafti. Scheuer telur að búist sé við að annar kynslóð EmDrive frostdrifsins hafi tonnajafngildi, sem gerir drifinu kleift að vera notaður í nánast alla nútíma bíla.
• Þann 17. nóvember 2016 voru birtar ofangreindar rannsóknarniðurstöður NASA sem staðfestu upphaflega rekstur virkjunarinnar.

4. Cannae Drive um borð í gervitungl - sjón

17 ár og enn ráðgáta

5. Roger Scheuer með líkan af EmDrive hans

Lengra og nákvæmara nafn EmDrive er RF resonance resonator mótor. Rafseguldrifshugmyndin var þróuð árið 1999 af breska vísindamanninum og verkfræðingnum Roger Scheuer, stofnanda Satellite Propulsion Research Ltd. Árið 2006 birti hann grein um EmDrive í New Scientist (5). Textinn hefur verið harðlega gagnrýndur af fræðimönnum. Að þeirra mati brjóti afstæðisbundin rafseguldrif sem byggir á framsettu hugtaki gegn skriðþungavernd, þ.e. er annar fantasíuvalkostur um.

þó Bæði kínverskar prófanir fyrir nokkrum árum og þær sem NASA gerði í haust virðast staðfesta að hreyfing sem notar rafsegulgeislunarþrýsting á yfirborðinu og áhrif rafsegulbylgjuendurkasts í keilulaga bylgjuleiðara leiði til kraftmismunar. og útlit grips. Þetta afl er aftur á móti hægt að margfalda með Speglar, sett í viðeigandi fjarlægð, margfeldi af hálfri lengd rafsegulbylgjunnar.

Með birtingu niðurstaðna NASA Eagleworks Lab tilraunarinnar hafa deilur vaknað á ný um þessa hugsanlega byltingarkennda lausn. Misræmið milli tilraunaniðurstaðna og raunverulegra vísindakenninga og eðlisfræðilögmálanna hefur gefið tilefni til margra öfgakenndra skoðana um prófanirnar sem gerðar voru. Ósamræmið á milli bjartsýnna fullyrðinga um bylting í geimferðum og opinnar afneitun á niðurstöðum rannsókna hefur leitt til þess að margir hafa hugsað djúpt um algildar staðsetningar og vandamál vísindalegrar þekkingar og takmarkanir vísindalegra tilrauna.

Þó meira en sautján ár væru liðin frá því að Scheuer birti verkefnið gat líkan breska verkfræðingsins ekki beðið lengi eftir áreiðanlegri sannprófun á rannsóknum. Þrátt fyrir að tilraunir með beitingu þess hafi verið endurteknar af og til var ekki ákveðið að sannreyna þær á réttan hátt og prófa aðferðafræðina í ákveðinni vísindarannsókn. Staðan í þessum efnum breyttist eftir ofangreinda birtingu ritrýndra niðurstaðna tilraunarinnar í bandarísku rannsóknarstofunni Eagleworks. Samt sem áður, auk sannaðs réttmætis viðtekinnar rannsóknaraðferðar, var allt frá upphafi ekki eytt öllum efasemdum, sem í raun grafi undan trúverðugleika hugmyndarinnar sjálfrar.

Og Newton?

Til að útskýra hversu umfangsmikið vandamálið er með vélareglu Scheuers hafa gagnrýnendur tilhneigingu til að líkja höfundi EmDrive hugmyndarinnar við bíleiganda sem vill láta bílinn hreyfa sig með því að þrýsta á framrúðuna innan frá. Ósamræmið sem þannig er sýnt við grundvallarreglur nýtónskrar gangverki er enn álitið sem aðal mótmælin, sem útilokar algjörlega trúverðugleika hönnunar breska verkfræðingsins. Andstæðingar líkan Scheuers voru ekki sannfærðir af tilraunum í röð sem sýndu óvænt að EmDrive vélin gæti virkað á skilvirkan hátt.

Auðvitað verða menn að viðurkenna að tilraunaniðurstöður sem náðst hafa hingað til þjást af skorti á skýrum efnislegum grunni í formi vísindalega sannaðra ákvæða og mynsturs. Bæði rannsakendur og áhugamenn sem sanna virkni rafsegulhreyfla líkansins viðurkenna að þeir hafi ekki fundið skýrt staðfesta eðlisfræðilega meginreglu sem myndi útskýra virkni þess sem meintan í bága við lögmál Newtons um gangverki.

6. Tilgáta dreifing víxlverkunarvigra í EmDrive strokknum

Scheuer sjálfur heldur þó fram nauðsyn þess að íhuga verkefnið sitt á grundvelli skammtafræðinnar, en ekki klassískrar, eins og raunin er með hefðbundin drif. Að hans mati byggir starf EmDrive á sérstök áhrif rafsegulbylgna ( 6), en áhrif þeirra endurspeglast ekki að fullu í meginreglum Newtons. Einnig leggur Scheuer ekki fram neinar vísindalega sannreyndar og aðferðafræðilega sannreyndar sannanir.

Þrátt fyrir allar tilkynningar sem gefnar hafa verið og lofandi rannsóknarniðurstöður eru niðurstöður tilrauna NASA Eagleworks rannsóknarstofu aðeins upphafið að löngu ferli við að sannreyna sönnunargögnin og byggja upp vísindalegan trúverðugleika verkefnisins sem Scheuer hóf. Ef niðurstöður rannsóknartilrauna reynast hægt að endurtaka, og virkni líkansins er einnig staðfest í geimskilyrðum, er enn miklu alvarlegri spurning til greiningar. vandamálið við að samræma uppgötvunina við meginreglur hreyfifræðinnará meðan það er ósnertanlegt. Tilkoma slíks ástands ætti ekki sjálfkrafa að þýða afneitun á núverandi vísindakenningum eða grundvallar eðlisfræðilegum lögmálum.

Fræðilega séð vinnur EmDrive með því að nota fyrirbærið geislaþrýsting. Hóphraði rafsegulbylgju, og þar með krafturinn sem myndast af henni, getur verið háð rúmfræði bylgjuleiðarans sem hún breiðist út í. Samkvæmt hugmynd Scheuer, ef þú byggir upp keilulaga bylgjuleiðara á þann hátt að bylgjuhraði í öðrum endanum er verulega frábrugðinn bylgjuhraðanum á hinum endanum, þá færðu mun á geislunarþrýstingur, þ.e. kraftur sem nægir til að ná gripi. Samkvæmt Scheuer brýtur EmDrive ekki lögmál eðlisfræðinnar heldur notar Einstein kenningu - vélin er einfaldlega í annar viðmiðunarrammi en "vinnandi" bylgjan inni í henni.

7. Hugmyndafræðileg skýringarmynd af EmDrive rekstri

Það er erfitt að skilja hvernig EmDrive virkar, en þú veist hvað það samanstendur af (7). Mikilvægasti hluti tækisins er resonator mikrofalowysem örbylgjugeislunin myndaðist til örbylgjuofn (örbylgjuljós sem er notað bæði í radar og örbylgjuofna). Ómarinn er svipaður í lögun og stýfð málmkeila - annar endinn er breiðari en hinn. Vegna rétt valinna vídda enduróma rafsegulbylgjur af ákveðinni lengd í því. Gert er ráð fyrir að þessar bylgjur hröðist í átt að breiðari endanum og hægi á þeim í mjórri endanum. Mismunur á ölduhreyfingarhraða ætti að leiða til mismunar á geislunarþrýstingi sem er á gagnstæðum endum resonatorsins og þar með til myndunar knýja ökutækja. Þessi röð mun virka í átt að breiðari grunninum. Vandamálið er að samkvæmt gagnrýnendum Scheuer vega þessi áhrif upp fyrir áhrif öldu á hliðarveggi keilunnar.

8. Jónavélarstútur

Þotu- eða eldflaugahreyfill ýtir á ökutækið (ásnúningur) þegar það losar út hraðbrennslugas. Jónaþrýstibúnaðurinn sem notaður er í geimkönnunum gefur einnig frá sér gas (8), en í formi jóna sem hraðar eru í rafsegulsviði. EmDrive blæs ekkert af þessu út.

Samkvæmt Þriðja lögmál Newtons við hverja aðgerð er andstæð og jöfn viðbrögð, það er, gagnkvæmar aðgerðir tveggja líkama eru alltaf jafnar og andstæðar. Ef við hallum okkur að veggnum þrýstir það líka á okkur þó það fari ekki neitt. Eins og hann talar meginreglan um varðveislu skriðþungaEf ytri kraftar (samskipti) verka ekki á kerfi líkama, þá hefur þetta kerfi stöðugan skriðþunga. Í stuttu máli ætti EmDrive ekki að virka. En það virkar. Það er að minnsta kosti það sem skynjunartækin sýna.

Kraftur frumgerðanna, sem smíðaðar hafa verið hingað til, slær þær ekki af fótum, þó, eins og við höfum þegar nefnt, sumar jónahreyflar sem notaðar eru í reynd starfa á þessum ör-Newtons sviðum. Samkvæmt Scheuer er hægt að auka þrýstinginn í EmDrive til muna með því að nota ofurleiðara.

Pilot Wave Theory

Flugbylgjukenningin var gefin af vísindamönnum NASA sem mögulegur vísindalegur grundvöllur fyrir rekstri EmDrive. Þetta er fyrsta þekkta falin breytukenningin sem kynnt er af Louise de Broglie árið 1927, seinna gleymd, þá enduruppgötvuð og endurbætt Davíð Bohm - nú kallaður de Broglie-Bohm kenningin. Hún er laus við vandamálin sem eru til staðar í staðlaðri túlkun skammtafræðinnar, eins og samstundis hrun bylgjufallsins og mælivandamálið (þekkt sem kattaþversögn Schrödingers).

это óstaðbundin kenningþetta þýðir að hreyfing ákveðinnar agna hefur bein áhrif á hreyfingu annarra agna í kerfinu. Hins vegar leyfir þessi staðsetning ekki að upplýsingar berist á meiri hraða en ljóshraða og stangast því ekki á við afstæðiskenninguna. Pilotbylgjukenningin er enn ein af nokkrum túlkunum á skammtafræði. Enn sem komið er hefur enginn tilraunamunur fundist á spám flugbylgjukenningarinnar og staðlaðrar túlkunar skammtafræðinnar.

Í útgáfu hans 1926 Max Born lagði til að bylgjufall Schrödinger-bylgjujöfnunnar sé líkindaþéttleiki þess að finna ögn. Það var fyrir þessa hugmynd sem de Broglie þróaði flugmannsbylgjukenninguna og þróaði flugmannsbylgjufallið. Hann lagði upphaflega til tvöfalda lausnaraðferð þar sem skammtahlutur inniheldur líkamlega bylgju (u-bylgju) í raunverulegu rými með kúlulaga eintölu svæði sem veldur agnarlíkri hegðun. Í þessu upprunalega formi kenninga, setti rannsakandinn ekki fram tilvist skammtaögn. Hann mótaði síðar flugmannabylgjukenninguna og kynnti hana á hinni frægu Solvay ráðstefnu árið 1927. Wolfgang Pauli þó gerði hann ráð fyrir að slíkt líkan væri ekki rétt fyrir óteygjanlega agnadreifingu. De Broglie fann ekki

við þessu svari og yfirgaf fljótlega hugmyndafræði flugmannabylgjunnar. Hann þróaði aldrei kenningu sína til að ná yfir tilviljun.

margar agnir.

Árið 1952 enduruppgötvaði David Bohm flugmannabylgjukenninguna. De Broglie-Bohm kenningin var að lokum viðurkennd sem rétta túlkun á skammtafræði og táknar alvarlegan valkost við vinsælustu Kaupmannahafnartúlkunina hingað til. Mikilvægt er að það er laust við mælingarþversögnina sem truflar staðlaða túlkun skammtafræðinnar.

Staða og skriðþunga agnanna eru duldar breytur í þeim skilningi að hver ögn hefur vel skilgreind hnit og skriðþunga á hverjum tíma. Hins vegar er ómögulegt að mæla báðar þessar stærðir samtímis, þar sem hver mæling á annarri truflar gildi hinnar - skv. Heisenberg óvissureglan. Samstæða agna hefur samsvarandi efnisbylgju sem þróast samkvæmt Schrödinger jöfnunni. Hver ögn fylgir ákveðinni feril sem stjórnað er af flugbylgju. Samanlagt samsvarar þéttleiki agna hæð amplitude bylgjufallsins. Bylgjufallið er óháð ögnum og getur verið til sem tómt bylgjufall.

Í Kaupmannahafnartúlkuninni hafa agnir ekki fasta staðsetningu fyrr en eftir þeim er fylgst. Í bylgjukenningunni

flugmannsstaða agnanna er vel skilgreind, en það hefur ýmsar alvarlegar afleiðingar fyrir alla eðlisfræðina - þess vegna

líka þessi kenning er ekki mjög vinsæl. Hins vegar gerir það þér kleift að útskýra hvernig EmDrive virkar.

„Ef miðill getur sent frá sér hljóðrænan titring, þá geta íhlutir hans haft samskipti og sent skriðþunga,“ skrifar rannsóknarteymi NASA í nóvember 2016 útgáfu. brjóta í bága við hreyfilögmál Newtons.

Ein af afleiðingum þessarar túlkunar er greinilega sú að EmDrive mun hreyfa sig, eins og að „ýta sér“ frá alheiminum.

 EmDrive ætti ekki að brjóta eðlisfræðilögmálin...

…segir Mike McCulloch frá háskólanum í Plymouth og leggur fram nýja kenningu sem bendir til annars konar hugsunar um hreyfingu og tregðu hluta með mjög litla hröðun. Ef hann hefði rétt fyrir sér myndum við enda á því að kalla dularfulla drifið „ótregðu“, því það er tregða, það er tregða, sem ásækir breska rannsakandann.

Tregða er einkennandi fyrir alla hluti sem hafa massa, bregðast við stefnubreytingu eða hröðun. Með öðrum orðum má líta á massa sem mælikvarða á tregðu. Þótt okkur sýnist þetta vel þekkt hugtak er eðli þess ekki svo augljóst. Hugmynd McCullochs byggir á þeirri forsendu að tregða stafi af áhrifum sem almenn afstæðiskenning spáir fyrir um sem kallast Unru geisluna er svartlíkamsgeislun sem verkar á hluti sem hröðast. Á hinn bóginn getum við sagt að það vex þegar við hröðum.

Um EmDrive Hugmynd McCullochs byggir á eftirfarandi hugsun: ef ljóseindir hafa einhvern massa verða þær að upplifa tregðu þegar þær endurkastast. Hins vegar er Unruh geislunin mjög lítil í þessu tilfelli. Svo lítið að það getur haft samskipti við sitt nánasta umhverfi. Þegar um er að ræða EmDrive er þetta keila „mótor“ hönnunarinnar. Keilan leyfir Unruh geislun af ákveðinni lengd í breiðari endanum og geislun af styttri lengd í mjórri endanum. Ljóseindirnar endurkastast, þannig að tregða þeirra í hólfinu verður að breytast. Og af meginreglunni um varðveislu skriðþunga, sem, þvert á tíðar skoðanir um EmDrive, er ekki brotið í þessari túlkun, leiðir það að grip ætti að skapa á þennan hátt.

Kenning McCullochs útilokar annars vegar vandamálið við að varðveita skriðþunga og hins vegar er hún á hliðarlínu hins vísindalega meginstraums. Frá vísindalegu sjónarhorni má deila um að gera ráð fyrir að ljóseindir hafi tregðumassa. Þar að auki, rökrétt, ætti ljóshraði að breytast inni í hólfinu. Þetta er frekar erfitt fyrir eðlisfræðinga að sætta sig við.

Er það virkilega strengur?

Þrátt fyrir áðurnefndar jákvæðar niðurstöður úr EmDrive togkraftrannsókninni eru gagnrýnendur enn á móti henni. Þeir taka fram að, þvert á fjölmiðlafréttir, hefur NASA enn ekki sannað að vélin virki í raun. Það er til dæmis hægt með fullri vissu tilraunavillurorsakast meðal annars af uppgufun efna sem mynda hluta knúningskerfisins.

Gagnrýnendur halda því fram að styrkur rafsegulbylgju í báðar áttir sé í raun jafngildur. Við erum að fást við mismunandi breidd ílátsins, en það breytir engu, því örbylgjuofnar, sem endurkastast frá breiðari enda, sem snúa aftur, falla ekki aðeins á mjórri botn, heldur einnig á veggina. Efasemdamenn íhuguðu til dæmis að búa til léttan þrýsting með loftstreymi, en NASA útilokaði það eftir prófanir í lofttæmi. Á sama tíma samþykktu aðrir vísindamenn nýju gögnin í auðmýkt og leituðu leiða til að samræma þau á marktækan hátt við meginregluna um varðveislu skriðþunga.

Sumir efast um að í þessari tilraun sé greint frá sérstöku átaki hreyfilsins og hitunaráhrif kerfisins sem er meðhöndlað með rafstraumi (9). Í tilraunauppsetningu NASA fer mjög mikið magn af varmaorku inn í strokkinn sem getur breytt massadreifingu og þyngdarmiðju sem veldur því að EmDrive þrýstingurinn greinist í mælitækjunum.

9. Hitamyndir af kerfinu við prófun

EmDrive áhugamenn segja það leyndarmálið liggur meðal annars í formi keilulaga sívalningsþess vegna birtist línan bara. Efasemdarmenn svara því að það væri þess virði að prófa ómögulega stýrisbúnaðinn með venjulegum strokka. Því ef slík hefðbundin hönnun, sem er ekki keilulaga, myndi þrýsta á sumum „dularfullum“ fullyrðingum um EmDrive, og myndi einnig styðja grun um að þekkt hitauppstreymi „ómögulegu vélarinnar“ virki í vélinni. tilraunauppsetning.

„Afköst“ hreyfilsins, eins og hún er mæld með Eagleworks tilraunum NASA, er líka vafasöm. Þegar notaður var 40 W var þrýstingurinn mældur á stigi 40 míkron - innan plús eða mínus 20 míkron. Þetta er 50% villa. Eftir að krafturinn var aukinn í 60 vött urðu mælingar á frammistöðu enn ónákvæmari. Hins vegar, jafnvel þótt við tökum þessi gögn á nafnvirði, nýja gerð drifsins framleiðir samt aðeins einn tíunda af því afli á hvert kílóvatt af raforku sem hægt er að ná með háþróuðum jónaþrýstum eins og NSTAR eða NEXT.

Efasemdamenn kalla eftir frekari, ítarlegri og auðvitað óháðum prófunum. Þeir minnast þess að EmDrive strengurinn birtist í kínverskum tilraunum árið 2012 og hvarf eftir endurbætur á tilrauna- og mæliaðferðum.

Sannleiksskoðun á sporbraut

Endanlegt (?) svar við spurningunni um hvort drifið virki með resonant hólfi er hugsað af áðurnefndum Guido Fett - fann upp afbrigði af þessu hugtaki sem kallast Kanna Drive. Að hans mati munu efasemdarmenn og gagnrýnendur loka munninum með því að senda gervihnött sem knúinn er af þessari vél á sporbraut. Auðvitað mun það loka ef Cannae Drive sendir gervihnött í raun.

Nema á stærð við 6 CubeSat einingar (þ.e. um það bil 10 × 20 × 30 cm) ætti að hækka í 241 km hæð, þar sem hann mun dvelja í um hálft ár. Hefðbundin gervitungl af þessari stærð verða uppiskroppa með leiðréttingareldsneyti á um sex vikum. Sólarknúið EmDrive mun fjarlægja þessa takmörkun.

Til að smíða tækið, Cannae Inc., rekið af Fetta, Inc. stofnaði fyrirtæki með LAI International og SpaceQuest Ltd, með reynslu sem birgir varahluta, þ.m.t. fyrir flug- og örgervihnattaframleiðanda. Ef allt gengur vel, þá Þessar, vegna þess að það er nafnið á nýja verkefninu, gæti hleypt af stokkunum fyrsta EmDrive örgervihnöttnum árið 2017.

Þeir eru ekkert nema ljóseindir, segja Finnar.

Nokkrum mánuðum áður en niðurstöður NASA voru birtar birti ritrýnt tímaritið AIP Advances grein um hina umdeildu EmDrive vél. Höfundar þess, eðlisfræðiprófessor Arto Annila frá Háskólanum í Helsinki, Dr. Erkki Kolehmainen frá Háskólanum í Jyväskylä í lífrænni efnafræði og eðlisfræðingur Patrick Grahn frá Comsol, halda því fram að EmDrive eykur krafti vegna losunar ljóseinda úr lokuðu hólfinu.

Prófessor Annila er þekktur fræðimaður um náttúruöflin. Hann er höfundur nærri fimmtíu greina sem birtar hafa verið í virtum tímaritum. Kenningar hans hafa fundið notkun í rannsóknum á myrkri orku og hulduefni, þróun, hagfræði og taugavísindum. Annila er afdráttarlaus: EmDrive er eins og hver önnur vél. Tekur eldsneyti og skapar þrýsting.

Á eldsneytishliðinni er allt einfalt og öllum ljóst - örbylgjuofnar eru sendar í vélina. Vandamálið er að ekkert sést á honum og því halda menn að vélin sé ekki í gangi. Svo hvernig getur eitthvað ógreinanlegt komið út úr því? Ljóseindir skoppa fram og til baka í hólfinu. Sum þeirra fara í sömu átt og á sama hraða, en fasi þeirra er færður um 180 gráður. Þess vegna, ef þeir ferðast í þessari stillingu, hætta þeir við rafsegulsvið hvers annars. Það er eins og vatnsbylgjur sem færast saman þegar ein er á móti annarri þannig að þær draga hvor aðra út. Vatnið hverfur ekki, það er enn þar. Á sama hátt hverfa ljóseindir sem bera skriðþunga ekki, jafnvel þótt þær sjáist ekki sem ljós. Og ef bylgjurnar hafa ekki lengur rafsegulfræðilega eiginleika, vegna þess að þeim hefur verið útrýmt, þá endurkastast þær ekki frá veggjum hólfsins og yfirgefa það ekki. Þannig að við höfum drif vegna ljóseindapara.

Bátur á kafi í hlutfallslegu rúm-tíma

Hinn frægi eðlisfræðingur James F. Woodward (10) telur hins vegar að efnislegur grundvöllur fyrir rekstri nýrrar tegundar knúningsbúnaðar sé s.k. fyrirsát Maha. Woodward mótaði stærðfræðikenningu sem ekki var staðbundin byggð á meginreglu Machs. Einkum er þó kenning hans sannanleg vegna þess að hún spáir fyrir um líkamleg áhrif.

Woodward segir að ef massa-orkuþéttleiki einhvers tiltekins kerfis breytist með tímanum breytist massi þess kerfis um magn sem er í réttu hlutfalli við aðra afleiðu þéttleikabreytingarinnar viðkomandi kerfis.

Ef til dæmis 1 kg keramikþétti er hlaðinn einu sinni með jákvæðri, stundum neikvæðri spennu sem breytist á 10 kHz tíðni og sendir afl, til dæmis 100 W - spáir Woodward kenningu fyrir því að massi þéttans ætti að breytast ± 10 milligrömm í kringum upprunalegt massagildi þess á tíðninni 20 kHz. Þessi spá hefur verið staðfest á rannsóknarstofunni og þar með hefur meginregla Mach verið staðfest með reynslu.

Ernst Mach taldi að líkaminn hreyfist jafnt ekki í tengslum við algert rúm, heldur í tengslum við massamiðju allra annarra líkama alheimsins. Tregða líkama er afleiðing af samspili hans við aðra líkama. Að sögn margra eðlisfræðinga myndi fullur framkvæmd meginreglu Mach sanna að rúmfræði rúm-tíma er algjörlega háð dreifingu efnis í alheiminum og kenningin sem samsvarar henni væri kenningin um hlutfallslegt rúm-tíma.

Sjónrænt má líkja þessari hugmynd EmDrive vélarinnar við sjóróðra. Og þetta haf er alheimurinn. Hreyfingin mun virka meira og minna eins og ára sem kafar ofan í vatnið sem myndar alheiminn og hrindir sér frá því. Og það áhugaverðasta við þetta allt saman er að eðlisfræðin er nú í því ástandi að slíkar samlíkingar virðast alls ekki vera vísindaskáldskapur og ljóð.

Ekki aðeins EmDrive, eða geimdrif framtíðarinnar

Þó að Scheuer vélin hafi aðeins veitt lágmarksuppörvun, á hún nú þegar stóra framtíð í geimferðum sem mun taka okkur til Mars og víðar. Hins vegar er þetta ekki eina vonin um virkilega hraðvirkan og skilvirkan geimfarsvél. Hér eru fleiri hugtök:

•  kjarnorkuakstur. Það myndi felast í því að skjóta atómsprengjum og beina sprengikrafti þeirra með „tunnu“ í átt að skut skipsins. Kjarnorkusprengingar munu skapa höggkraft sem „ýtir“ skipinu áfram. Sprengilaus valkostur væri að nota saltkljúfið efni, eins og úranbrómíð, uppleyst í vatni. Slíkt eldsneyti er geymt í röð af ílátum, aðskilið frá hvort öðru með lagi af endingargóðu efni, að viðbættum bór, varanlegu

  nifteindadeyfi sem kemur í veg fyrir að þær flæði á milli íláta. Þegar við ræsum vélina sameinast efnið úr öllum ílátunum, sem veldur keðjuverkun, og saltlausnin í vatni breytist í plasma, sem skilur eftir eldflaugarstútinn varinn gegn miklu hitastigi plasmasins með segulsviði, gefur stöðugan þrýsting. Talið er að þessi aðferð geti flýtt eldflauginni upp í 6 m/s og jafnvel meira. Hins vegar, með þessari aðferð, þarf mikið magn af kjarnorkueldsneyti - fyrir skip sem er þúsund tonn að þyngd væri þetta allt að 10 tonn. tonn af úrani.

• Samrunavél sem notar deuterium. Plasma með um það bil 500 milljón gráður á Celsíus hita, sem gefur þrýsting, er alvarlegt vandamál fyrir hönnuði, til dæmis útblástursstúta. Hins vegar er sá hraði sem fræðilega væri hægt að ná í þessu tilfelli nálægt einum tíunda af ljóshraða, þ.e. allt að 30 XNUMX. km/s. Hins vegar er þessi valkostur enn tæknilega óframkvæmanleg.
• Andefni. Þessi undarlegi hlutur er í raun til - hjá CERN og Fermilab tókst okkur að safna um billjón andróteindum, eða einu píkógrammi af andefni, með því að nota söfnunarhringi. Fræðilega séð er hægt að geyma andefni í svokölluðum Penning-gildrum, þar sem segulsviðið kemur í veg fyrir að það rekast á veggi ílátsins. Eyðing andefnis með venjulegum hætti

  með efni, til dæmis með vetni, gefur risastóra orku úr háorku plasma í segulgildru. Fræðilega séð gæti farartæki knúið af tortímingarorku efnis og andefnis hraðað upp í 90% af ljóshraða. Hins vegar, í reynd, er framleiðsla andefnis mjög erfið og dýr. Tiltekin lota þarf tíu milljón sinnum meiri orku til að framleiða en hún getur framleitt síðar.

• sólarsegl. Þetta er drifhugmynd sem hefur verið þekkt í mörg ár, en bíður enn, að minnsta kosti með semingi, eftir að verða að veruleika. Seglin munu starfa með ljósrafmagnsáhrifum sem Einstein lýsti. Hins vegar verður yfirborð þeirra að vera mjög stórt. Seglið sjálft þarf líka að vera mjög þunnt svo burðarvirkið vegi ekki of mikið.
• Stýrikerfi . Phantomists segja að það sé nóg að... sveigja rými, sem í raun styttir fjarlægðina milli farartækisins og áfangastaðarins og eykur fjarlægðina á bak við það. Þannig hreyfist farþeginn sjálfur aðeins, en í „kúlunni“ sigrar hann mikla vegalengd. Eins stórkostlegt og það hljómar, hafa vísindamenn NASA verið að gera tilraunir af alvöru.

  með áhrifum á ljóseindir. Árið 1994 setti eðlisfræðingur Dr. Miguel Alcubierre fram vísindakenningu sem lýsti því hvernig slík vél gæti virkað. Í raun væri það einhvers konar bragð - í stað þess að hreyfast hraðar en ljóshraðinn myndi það breyta tímarúminu sjálfu. Því miður, ekki treysta á að fá diskinn í bráð. Eitt af mörgum vandamálum við það er að skip sem knúið er á þennan hátt þarf neikvæða orku til að knýja það. Það er rétt að þessi tegund af orku er þekkt af fræðilegri eðlisfræði - fræðilega líkanið af tómarúminu sem endalausu sjó neikvæðra orkuagna var fyrst lagt fram af breska eðlisfræðingnum Paul Dirac árið 1930 til að útskýra tilvist spáðrar neikvæðrar orku skammtafræði. ríki. samkvæmt Dirac jöfnunni fyrir afstæðisbundnar rafeindir.

  Í klassískri eðlisfræði er gert ráð fyrir að í náttúrunni sé aðeins lausn með jákvæðri orku og lausn með neikvæðri orku er ekki skynsamleg. Hins vegar gerir Dirac-jöfnan ráð fyrir tilvist ferla þar sem neikvæð lausn getur myndast úr „venjulegum“ jákvæðum ögnum og því er ekki hægt að hunsa hana. Hins vegar er ekki vitað hvort hægt sé að skapa neikvæð orka í þeim veruleika sem okkur stendur til boða.

  Það eru mörg vandamál við útfærslu drifsins. Samskipti virðast vera ein af þeim mikilvægustu. Til dæmis er ekki vitað hvernig skip gæti átt samskipti við nærliggjandi svæði tímarúmsins og hreyft sig hraðar en ljóshraðinn? Þetta mun einnig koma í veg fyrir að drifið sleppi eða ræsist.