A drezdai Műszaki Egyetem kutatói meghatározták az „EmDrive” lehetetlen motorjának tolóerőt, amelynek működéséhez nincs szükség üzemanyagra, és megsérti a lendület megőrzésének törvényét, és arra a következtetésre jutottak, hogy itt nincs varázslat. A kísérlet azt mutatta, hogy a regisztrált tolóerőt a létesítmény nem megfelelő árnyékolása és ennek következtében a Föld mágneses mezőjének korábban nem figyelembe vett hatása magyarázza. A tudósok megosztották eredményeiket az Űrhajózási Konferencián.
A kutatók, Martin Taimar vezetésével, az EmDrive nyomatékát torziós kötéllel mérték meg, amelyet négy év alatt következetesen tökéletesített. A telepítés működési elve hasonlít a torziós egyensúlyra, amelyet a 18. század végén találtak ki és Coulomb és Newton törvényeinek kísérleti tesztelésére használtak. A torziós mérleg egy függőleges menetre felfüggesztett kiegyensúlyozott kar. Amikor a külső erők hatással vannak a karra, megfordul, és az alakváltozási szög felhasználható az alkalmazott erők nagyságának megítélésére. A német tudósok telepítésében menetek helyett érzékeny torziós rugókat használtak, amelyek a kamerát a motorral tartották, és a kamera elmozdulását lézer-interferométerrel mértük. Ez lehetővé tette a mikronónusok nagyságrendjének rögzítését.
A kísérleti kamra és annak elrendezése.
A kutatók természetesen megpróbálták a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni a külső erők lehetséges hatásait, amelyeket össze lehet téveszteni a "lehetetlen motorból" származó tolóerővel. Ehhez a kamerát egy különálló betonblokkra telepítették, amely elnyomja az alap vibrációit. A kamrát egy pascal nagyságrendű nyomásig evakuáltuk (100 ezer alkalommal kevesebb, mint a légköri atmoszféra), a létesítmény minden fontos részét fémlemezekkel védették a külső elektromágneses sugárzástól, és megpróbálták megakadályozni az elektronika túlmelegedését azáltal, hogy hőmérséklete infravörös kamerákkal szabályozható.
Alapvető kísérletek elvégzése előtt a fizikusok kalibrálták a beállítást, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy valóban kizárták-e az összes külső tényezőt. Végül, a tolóerő mérésekor a kutatók a motort a kamra belsejében forgatták, hogy megvizsgálják, vajon egy nem figyelembe vett tényező befolyásolja-e az eredményeket. Ideális esetben, amikor nincsenek ilyen tényezők, a kamera elmozdulásának irányának meg kell egyeznie a motor tolóerőjének irányával - például 0 fokos motor forgási szögnél a kamera elmozdulása pozitív, 180 fokos, negatív, és 90 fokos, nincs.
Az EmDrive készülékkel végzett mérések kissé eltérő viselkedést mutattak. Természetesen nulla szögben a tolóerő négy mikront mutatott és két erősítő nagyságrendű erősítőteljesítménnyel érte el, és amikor a motort 180 fokkal elforgatták, az elmozdulás megváltozott. Így kiderült, hogy a tolóerő és a teljesítmény aránya megközelítőleg két miwton / kilovatt érték, ami majdnem kétszer annyi, mint a korábbi kísérletek eredményei. Ennek ellenére, a 90 fokos szögben a fizikusok még mindig rögzítették a kamera elmozdulását, bár ennek hiányozhatnia kellett volna. Ezen túlmenően, amikor a motor belsejében az elektromágneses rezgések erejét majdnem százezer alkalommal elnyomták, a tolóerő nagysága gyakorlatilag nem változott. Ez azt jelenti, hogy a valóságban a kísérletben megfigyelt tolóerőt nem a motorral, hanem a nem figyelembe vett külső tényezőkkel társították.
A Föld mágneses tere ilyen tényezőkként működhet - jegyezte meg a kutatók. A fizikusok hozzáfűzték, hogy a kísérletben részt vevő összes eszköz árnyékolt volt, és koaxiális kábeleket használtak, ahol csak lehetséges, de a terep a csatlakozásukon keresztül mégis behatolhatott a berendezésbe. Természetesen nagymértékben gyengült volna, de a mért tolóerő olyan kicsi, hogy könnyen hozzárendelhető ehhez a hatáshoz. Valójában a Föld mágneses mezőjének erőssége körülbelül 50 mikrotól van, és az erősítőt tápláló áram két amper volt. Az Ampere törvénye alapján könnyű kiszámítani, hogy ilyen körülmények között körülbelül két mikronra nyomóerővel csak két centiméter hosszú huzalszakasz jöhet létre. Ennek az erőnek a kiküszöbölése érdekében egyszerre árnyékolja az erősítőt és a kamerát,növelve a fém Faraday ketrec méretét. A cikk szerzői hangsúlyozzák, hogy az EmDrive tolóerő korábbi méréseinél ilyen árnyékolást nem végeztek el, ezért az eredményeiket gondosan ellenőrizni kell.
Az emberek régen álmodtak a csillagközi utazásról, ám sok technikai nehézség megakadályozza, hogy ez az álom valóra váljon. Az egyik legnagyobb az, hogy hatalmas mennyiségű üzemanyagot kell szállítani az űrhajó fedélzetén, mivel még nincs olyan technológia, amely lehetővé tenné számunkra, hogy nagy sebességet fejlesszünk ki az űrben. A sugárhajtóműre támaszkodunk, és ez az egyik probléma.
Promóciós videó:
Ahhoz, hogy az űrhajó a Naprendszerhez legközelebbi csillaghoz - Proxima Centauri (repülési távolság kb. 4,2 fényév) repülhessen - egy üzemanyag tömeggel jár, amely összehasonlítható a Nap tömegével.
Jelenleg alternatív módszerek kifejlesztése az űrhajók felgyorsítására, például ugyanazon napvitorlák segítségével, amelyek a napszél vagy a lézer sugárzás energiáját hajtják végre. Például a Breakthrough Starshot projekt egy apró (körülbelül egy gramm tömegű) hajó indítását javasolja a Proxima Centauri-ba, amelyet a napszél felgyorsít és húsz éven belül eléri a csillagot. Az ilyen technológiák azonban nem méretezhetők az emberi méretekhez.
Az EmDrive motor, a sugárhajtómű egy másik alternatívája, ígéretet mutatott egy olyan technológiaként, amely megnyitja az utat a csillagközi csillagok közötti utazáshoz. A motort Roger Scheuer javasolta már 1999-ben. Egy aszimmetrikus rezonátorból és egy magnetronból áll, amelyek az elektromágneses sugárzást vezetik bele és gerjesztik az álló elektromágneses hullámokat. A szerkezet aszimmetriájának következtében a hullámok különféle nyomásokat hoznak létre a motor falán, és tolóerőt eredményeznek.
Egy ilyen motor működése megsérti a lendület megőrzésének törvényét, amely a fizika egyik alapvető törvénye. Számos kísérlet azonban azt állította, hogy az EmDrive továbbra is vonóerőt hoz létre. Például egy, a 2016 novemberében közzétett dokumentumban a NASA mérnökei kb. 80 mikronwton nyomóerővel jelentettek, körülbelül 60 watt alkalmazott elektromos teljesítményükkel. És tavaly szeptemberben a kínai kutatók bejelentették a motor működő prototípusát is, amely a tudomány szempontjából "lehetetlen".
Nikolay Khizhnyak