Вдальний космос без топлива: двигатель намикроволнах

Вдальний космос без топлива: двигатель намикроволнах
    Ионный двигатель на ксеноне на протяжении опробований выглядит прекрасно, но тягу формирует очень малую, почему его использование на практике ограничено.
    Фантастический аппарат, предлагаемый Шоуэром при успешного создания электромагнитного двигателя достаточной мощности.

Новость, всколыхнувшая научную общественность, раздалась в последних числах Июля 2014 года. Как утверждали бессчётные таблоиды, NASA одобрило и по результатам опробований признало трудящимся двигатель, что совсем не применял топлива и создавал тягу за счет генерируемых магнетроном микроволн.

Тут же посыпались пояснения и опровержения. Споры о необычном силовом агрегате не утихают до сих пор и, по всей видимости, не утихнут до создания всецело рабочей модели либо до появления доказательств того, что устройство есть мошенничеством. Так или иначе, налицо два факта: нет, эксперты NASA не заявили «волновой» двигатель трудящимся и не подтвердили, что с его помощью человечество полетит в дальний космос; да, эксперты NASA протестировали устройство и прописали даты новых опробований.

Значит, имеется о чем поболтать.

Двигатель на микроволнах

Двигатель EmDrive английский инженер Роджер Шоуэр задумал еще в начале 2000-х годов и создал под его разработку маленькую компанию. Первое явление необычного аппарата миру случилось шестью годами позднее.

EmDrive представляет собой конусообразный резонатор, на более узком финише которого установлен замечательный магнетрон — электронная лампа, генерирующая микроволны. В то время, когда магнетрон трудится, микроволны, отражаясь от шепетильно вычисленной формы резонатора, усиливаются от одного финиша устройства к второму.

По утверждению создателя, именно поэтому появляется чуть заметный дисбаланс давлений, что и формирует тягу — пускай маленькую, но не требующую огромного количества горючего и совсем безотходную. В противном случае концепт именуется «резонансным двигателем» (а не «релятивистским», само собой разумеется, как не через чур метко обозвала его пресса).

А вот дальше начинается фантастика. Шоуэр говорит, что благодаря яркому преобразованию электричества в тягу не происходит утраты момента импульса, каковая неизбежно имела бы место при наличии промежуточных звеньев. И наряду с этим двигатель словно бы бы не нарушает законов Ньютона. Звучит необычно.

Вообще-то каждые электромагнитные волны имеют момент, и выстроить на этом принципе ракету возможно, лишь вот сделано это задолго до Шоуэра, и эффективность таковой совокупности фактически равна нулю.

    EmDrive Первый полноразмерный экземпляр EmDrive был изготовлен в мае 2010 года. Выглядит он как подробность парохода из романа в стиле стимпанк — эта ассоциация появляется из-за применения меди в качестве главного материала.

Волны Шоуэра закрыты в резонатора — как он может передавать энергию внешнему устройству? Представьте себе радиоуправляемый вертолетик, к которому прикреплена коробка. Он взлетит и поднимет коробку.

А сейчас закрепите его в коробки, запустите и закройте крышку. Никакого полета не будет. Либо второй вариант: представьте, что вы толкаете автомобиль, сидя в. Приблизительно так выглядит мысль Шоуэра.

Но промышленности и британский департамент торговли выделил инженеру грант, а NASA совершила опробования как EmDrive Шоуэра, так и подобной совокупности, созданной американским инженером Гвидо Феттой. Происходит что-то необычное, но что?

Странные опробования

Первая «ласточка», обозначившая научный интерес к EmDrive, пролетела в 2012 году, в то время, когда китайская команда, заинтересовавшаяся разработкой Шоуэра, выстроила личный двигатель по такому же принципу и заявила, что на протяжении опробований взята тяга порядка 72 г. Этого, к слову, достаточно, дабы приводить в перемещение маленькой испытательный спутник.

Параллельно подобное устройство представил американский разработчик Гвидо Фетта. Но по окончании тестирования обеих совокупностей эксперты NASA во главе с Гарольдом Уайтом выпустили официальный документ — тот самый, что поверг мировую общественность в шок. Озаглавлен он так: «Аномальное создание тяги посредством умелого резонансного устройства». Да, в заголовке вправду имеется слово «аномальный».

Опробования продемонстрировали следующие результаты: для CannaeDrive при частоте микроволн приблизительно 935 МГц была взята тяга около 30−50 мН (3−5 г), а для EmDrive при частоте 1933 МГц и напряжении 17 В тяга составила 91 мН. Опробования заняли восемь дней, шесть из них ушли на проверку и настройку оборудования, а два — конкретно на замеры.

Прибором для измерения послужил крутильный маятник, правильнейшее из вероятных устройств для аналогичных изучений, а проводили замеры в вакуумной камере, в которой в большинстве случаев рассчитывают тягу ионных двигателей. Теоретическая мощность космического двигателя, основанного на данной технологии, может составлять до 0,4 Н на 1 кВт. Это разрешает в будущем выстроить корабль для полета на Марс — при наличии 2-мегаваттного реактора двигатель может создавать тягу в 800 Н, приводя в перемещение 90-тонный космический корабль, причем вся миссия с учетом 70-дневного нахождения на Красной планете займет всего восемь месяцев.

Будущее уже тут? По всей видимости, пока нет.

Здоровый скептицизм

Что же смущает скептиков в этих изучениях? Во-первых, странное научное обоснование. Тяжело поверить, но и Шоуэр, и китайская несколько, и лаборатория NASA растолковывают наличие тяги совсем по-различному!

Причем ни одно объяснение толком не соотносится с современной наукой.

    Электромагнитный двигатель Шоуэра По утверждению Шоуэра, магнитные волны, попавшие в резонатор, создают внешнюю тягу. Ни доказать, ни опровергнуть это экспериментально пока не получается.

Да, с теорией плоховато. Но так как результаты, продемонстрированные на важных тестах, казалось бы, налицо. Дело в том, что тут также не все легко. Сказать об «одобрении NASA» полностью запрещено, по причине того, что в данной сотни 18 000 подразделений и организации сотрудников. Опробования же проводило подразделение Eagleworks Labs, складывающееся из пяти человек и специализирующееся на нестандартных движителях, — другими словами эта лаборатория в различное время испытывала кроме того вечные двигатели!

Да и начальник лаборатории Уайт известен собственными неортодоксальными стремлением и научными идеями совершить прорыв в физике любой ценой. Исходя из этого корректной, а не «желтой» формулировкой была бы следующая: «Экспериментальная лаборатория совершила предварительные изучения резонансного двигателя». Не более того.

Во-вторых, смущает да и то, что кроме того в отчете NASA многовато белых пятен. Из отчета не весьма ясно, какая часть изучений проводилась в вакууме, а какая — в воздухе. Имеется кроме этого и необычные пассажи, к примеру таковой: «Тяга наблюдалась с обеих сторон устройства, среди них и с той, где мы не ожидали ее зафиксировать». Это указывает, что двигатель действующий при верной установке и при неправильной также.

А вдруг его вверх ногами перевернуть, он также будет трудиться?

Наконец, исследователи совсем без шуток используют термин «реактивная передача импульса через квантовый вакуум виртуальной плазмы», что не соотносится с современной физикой никоим образом. По причине того, что никакого «квантового вакуума виртуальной плазмы» не существует. В американских научных кругах использование таковой терминологии именуют эффектом «Стартрека», вспоминая легендарный научно-фантастический сериал «Звездный путь», сценарий которого пестрил псевдонаучными пояснениями разных разработок.

Борьба с лженаукой

От вторых странных либо открыто псевдонаучных проектов и EmDrive Шоуэра, и CannaeDrive Фетты отличает одно: принцип работы озвучен, чертежи открыты, и каждая лаборатория в мире может при жажде выстроить аналог и испытать его (как и поступили китайцы). Для чего трем свободным и достаточно авторитетным группам исследователей в различное время объявлять об успехе проекта, в случае если данный проект мошеннический?

В действительности в современной теоретической физике множество белых пятен, и ученые этого не скрывают. Мы не знаем весьма многого, а также связанного и с фундаментальными, основополагающими законами. Неприятность в том, что «закрытие» этих пятен мелкими частными лабораториями маловероятно, но информационная шумиха около их работ может помешать более надежным научным изысканиям.

Но, самоё вероятное объяснение взятых NASA результатов — это неточность при изучениях. Крутильный маятник — сверхчувствительный прибор, и он имел возможность зафиксировать тягу, появляющуюся, к примеру, при термальном расширении либо сжатии устройства.

Работа длится

В EmDrive через чур много неясного, дабы списывать данный двигатель со квитанций. Исследователи пока не смогли доказать ни его несостоятельности, ни его работоспособности. Истина, как говорится, где-то рядом.

В 2015—2017 годах проводятся свободные тесты совокупности в одном из наибольших исследовательских центров NASA, кливлендском Glenn Research Center. В том месте совокупность будут испытывать по схожей с Eagleworks Labs методике. После этого последуют опробования в лаборатории реактивного перемещения NASA недалеко от Лос-Анджелеса.

Наконец, в очередь на изучение поднялась еще одна группа свободных специалистов — лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (Балтимор), причем они будут применять не крутильный маятник, а крутильные весы Кавендиша, другими словами второй прибор.

Все это показывает, что уже к концу следующего года мы будем совершенно верно знать, есть ли мысль Шоуэра космическим прорывом либо очередным псевдонаучным сумасшествием. Мы честно болеем за первое. Но счет, думается, в пользу второго.

Русская «гравицапа»

Попытки выстроить движитель без расходования рабочего тела, другими словами, по сути, без горючего, предпринимались и раньше. Известной псевдонаучной историей было испытание и создание четыре года назад устройства, прозванного в научных кругах «гравицапой», а полуофициально именовавшегося гравитационным двигателем. Инициатором его создания стал физик Спартак Поляков, а разработчиком — помощник председателя совета директоров ГКЦ имени М.В.

Хруничева Валерий Меньшиков.

В прессе в связи с возникновением «гравицапы» встал большой шум, а Меньшиков взял средства не только на разработку бестопливного движителя (о принципе работы которого не распространялся по большому счету), но и на испытательный запуск его в космос. Опробования состоялись на борту спутника «Юбилейный» в 2010 году — планировалось включить «гравицапу» суммарно на 207 секунд и отклонить спутник на 1 км. Но итог, как и следовало ожидать, был отрицательным.

Рабочая группа РАН по борьбе с лженаукой по результатам опробований добилась остановки финансирования псевдонаучного проекта, и о «гравицапе» с того времени ничего не слышно.

Варп-двигатели

Одно из главных направлений деятельности лаборатории Eagleworks — изучение возможности создания варп-двигателей. Варп-двигатель — это гипотетическое устройство, которое, основываясь на искривлениях пространства-времени, способно перемещать космический корабль со скоростью, превышающей световую. Самый известен опыт лаборатории с интерферометром Уайта-Джудея.

На протяжении опыта сравниваются фазы двух лазерных лучей, один из которых прямой, а второй теоретически проходит через область искривления пространства, созданную тороидальным устройством разработки того же Уайта. Действительно, к варп-двигателям лаборатория пока не приблизилась ни на ход.

Статья «Двигатель, которого не может быть» размещена в издании «Популярная механика» (№145, ноябрь 2014).

ДВИГАТЕЛИ БУДУЩЕГО


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: