EmDrive inafanya kazi! Paddle kutumbukia katika ulimwengu

Fizikia iko karibu na ukingo wa shimo. Mnamo Novemba 2016, NASA ilichapisha ripoti ya kisayansi kuhusu upimaji wa EmDrive katika Eagleworks Laboratories (1). Ndani yake, shirika hilo linathibitisha kwamba kifaa kinazalisha traction, yaani, inafanya kazi. Shida ni kwamba bado haijulikani kwa nini inafanya kazi ...

1. Mfumo wa maabara wa kupima msukumo wa injini EmDrive

2. Kuandika mfuatano kwa EmDrive wakati wa majaribio

Wanasayansi na wahandisi katika Maabara ya NASA Eagleworks walishughulikia utafiti wao kwa uangalifu sana. Walijaribu hata kutafuta vyanzo vyovyote vya makosa - lakini bila mafanikio. Wao injini ya EmDrive ilizalisha millinewtons 1,2 ± 0,1 kwa kila kilowati ya nguvu (2). Matokeo haya ni unobtrusive na ina ufanisi wa jumla mara nyingi chini kuliko ile ya zilizopo ion, kwa mfano, Hall thrusters, lakini faida yake kubwa ni vigumu mgogoro - hauhitaji mafuta yoyote.Kwa hiyo, hakuna haja ya kuchukua na wewe kwenye safari iwezekanavyo tank yoyote ya mafuta, "kushtakiwa" kwa nguvu zake.

Hii si mara ya kwanza kwa watafiti kuthibitisha kwamba inafanya kazi. Walakini, hakuna mtu ambaye bado ameweza kuelezea kwa nini. Wataalam wa NASA wanaamini kwamba uendeshaji wa injini hii unaweza kuelezewa nadharia ya wimbi la majaribio. Kwa kweli, hii sio nadharia pekee inayojaribu kuelezea chanzo cha kushangaza cha mlolongo. Tafiti zaidi zitahitajika ili kuthibitisha mawazo ya wanasayansi. Kuwa mvumilivu na uwe tayari kwa madai yanayofuata ambayo EmDrive (3)… Inafanya kazi kweli.

Ni kuhusu kuongeza kasi

Kipochi cha EmDrive kimekuwa kikiongeza kasi na kuongeza kasi kama injini ya roketi halisi katika miezi michache iliyopita. Hii inathibitishwa na mlolongo wa matukio yafuatayo:

• Mnamo Aprili 2015, José Rodal, Jeremy Mullikin, na Noel Munson walitangaza matokeo ya utafiti wao kwenye jukwaa (hii ni tovuti ya kibiashara, licha ya jina, haihusiani na NASA). Kama ilivyotokea, waliangalia uendeshaji wa injini katika utupu na kuondoa makosa iwezekanavyo ya kipimo, kuthibitisha kanuni ya uendeshaji wa injini hii kutumia.
• Mnamo Agosti 2015, matokeo ya utafiti wa Martin Taimar kutoka Chuo Kikuu cha Ufundi cha Dresden yalichapishwa. Mwanafizikia alisema kuwa injini ya EmDrive ilipata msukumo, lakini hii sio uthibitisho wa uendeshaji wake hata kidogo. Madhumuni ya majaribio ya Taimar yalikuwa ni kupima athari za njia za awali zilizotumiwa kupima injini. Hata hivyo, jaribio lenyewe lilishutumiwa kwa mwenendo usio sahihi, makosa ya kipimo, na matokeo yaliyotangazwa yaliitwa "kucheza kwa maneno."
• Mnamo Juni 2016, mwanasayansi na mhandisi wa Ujerumani Paul Kotsila alitangaza kampeni ya ufadhili wa watu wengi ili kurusha satelaiti iitwayo PocketQube angani.
• Mnamo Agosti 2016, Guido Fetta, mwanzilishi wa Cannae Inc., alitangaza dhana ya uzinduzi wa CubeSat, satelaiti ndogo iliyo na Hifadhi ya Cannae (4), yaani, katika toleo lako mwenyewe la EmDrive.
• Mnamo Oktoba 2016, Roger J. Scheuer, mvumbuzi wa EmDrive, alipokea hataza za Uingereza na kimataifa kwa kizazi cha pili cha injini yake.
• Mnamo Oktoba 14, 2016, mahojiano ya filamu na Scheuer yalitolewa kwa International Business Times UK. Inawakilisha, kati ya mambo mengine, wakati ujao na historia ya maendeleo ya EmDrive, na ikawa kwamba Idara za Ulinzi za Marekani na Uingereza, pamoja na Pentagon, NASA na Boeing, wanavutiwa na uvumbuzi. Scheuer aliyapa baadhi ya mashirika haya nyaraka zote za kiufundi kwa ajili ya uendeshaji na maonyesho ya EmDrive, ikitoa msukumo wa 8g na 18g. Scheuer anaamini kwamba kizazi cha pili cha EmDrive cryogenic drive kinatarajiwa kuwa na msukumo sawa na tani, kuruhusu gari kutumika katika karibu magari yote ya kisasa.
• Mnamo Novemba 17, 2016, matokeo ya utafiti wa NASA yaliyotajwa hapo juu yalichapishwa, ambayo awali yalithibitisha uendeshaji wa kituo cha nguvu.

4. Hifadhi ya Cannae ndani ya satelaiti - taswira

Miaka 17 na bado ni siri

5. Roger Scheuer akiwa na mfano wa EmDrive yake

Jina refu na sahihi zaidi la EmDrive ni RF resonance resonator motor. Dhana ya kiendeshi cha sumakuumeme ilianzishwa mwaka wa 1999 na mwanasayansi na mhandisi wa Uingereza Roger Scheuer, mwanzilishi wa Satellite Propulsion Research Ltd. Mnamo 2006, alichapisha makala kwenye EmDrive katika New Scientist (5) Maandishi hayo yamekosolewa vikali na wasomi. Kwa maoni yao, gari la umeme la relativistic kulingana na dhana iliyowasilishwa inakiuka sheria ya uhifadhi wa kasi, i.e. ni chaguo jingine la fantasia kuhusu.

hata hivyo Majaribio yote mawili ya Wachina miaka michache iliyopita na yale yaliyofanywa na NASA katika msimu wa vuli yanaonekana kuthibitisha kwamba harakati kwa kutumia shinikizo la mionzi ya sumakuumeme juu ya uso na athari ya kutafakari kwa wimbi la umeme katika mwongozo wa wimbi la conical husababisha tofauti ya nguvu. na kuonekana kwa traction. Nguvu hii, kwa upande wake, inaweza kuzidishwa na Lustra, iliyowekwa kwenye umbali ufaao, kizidisho cha nusu ya urefu wa wimbi la sumakuumeme.

Kwa kuchapishwa kwa matokeo ya jaribio la NASA Eagleworks Lab, utata umefufuka kuhusu suluhu hili linaloweza kuleta mapinduzi. Tofauti kati ya matokeo ya majaribio na nadharia halisi ya kisayansi na sheria za fizikia zimesababisha maoni mengi ya kupindukia juu ya majaribio yaliyofanywa. Tofauti kati ya madai yenye matumaini ya mafanikio katika safari ya anga ya juu na kukanusha waziwazi matokeo ya utafiti kumewafanya wengi wafikirie kwa kina kuhusu maazimio na matatizo ya ulimwengu mzima ya ujuzi wa kisayansi na mipaka ya majaribio ya kisayansi.

Ingawa zaidi ya miaka kumi na saba ilikuwa imepita tangu Scheuer afichue mradi huo, mtindo wa mhandisi wa Uingereza haukuweza kusubiri kwa muda mrefu uthibitishaji wa utafiti wa kuaminika. Ingawa majaribio na matumizi yake yalirudiwa mara kwa mara, haikuamuliwa kuyathibitisha vizuri na kujaribu mbinu katika utafiti maalum wa kisayansi. Hali katika suala hili ilibadilika baada ya uchapishaji uliotajwa hapo juu wa matokeo yaliyopitiwa na rika ya jaribio katika maabara ya Amerika ya Eagleworks. Walakini, pamoja na uhalali uliothibitishwa wa njia iliyopitishwa ya utafiti, tangu mwanzo kabisa, mashaka yote hayakuondolewa, ambayo kwa kweli yalidhoofisha uaminifu wa wazo lenyewe.

Na Newton?

Ili kuonyesha ukubwa wa tatizo katika kanuni ya injini ya Scheuer, wakosoaji huwa na mwelekeo wa kulinganisha mwandishi wa wazo la EmDrive na mmiliki wa gari ambaye anataka kufanya gari lake litembee kwa kukandamiza kioo chake cha mbele kutoka ndani. Ukosefu wa ulinganifu unaoonyeshwa na kanuni za kimsingi za mienendo ya Newton bado unachukuliwa kuwa pingamizi kuu, ambalo linaondoa kabisa uaminifu wa muundo wa mhandisi wa Uingereza. Wapinzani wa mtindo wa Scheuer hawakushawishiwa na majaribio mfululizo ambayo yalionyesha bila kutarajia kwamba injini ya EmDrive inaweza kufanya kazi kwa ufanisi.

Bila shaka, mtu anapaswa kukubali kwamba matokeo ya majaribio yaliyopatikana hadi sasa yanakabiliwa na ukosefu wa msingi wa wazi wa msingi kwa namna ya vifungu na mifumo iliyothibitishwa kisayansi. Watafiti na wapenda shauku wanaothibitisha utendakazi wa kielelezo cha injini ya sumakuumeme wanakubali kwamba hawajapata kanuni ya kimaumbile iliyothibitishwa wazi ambayo ingeeleza utendakazi wake kama inavyodaiwa kuwa kinyume na sheria za Newton za mienendo.

6. Usambazaji wa dhahania wa vekta za mwingiliano kwenye silinda ya EmDrive

Scheuer mwenyewe, hata hivyo, anasisitiza hitaji la kuzingatia mradi wake kwa msingi wa mechanics ya quantum, na sio ya kawaida, kama ilivyo kwa anatoa za kawaida. Kwa maoni yake, kazi ya EmDrive inategemea ushawishi maalum wa mawimbi ya umeme ( 6), ambaye ushawishi wake hauonekani kikamilifu katika kanuni za Newton. Pia, Scheuer haitoi ushahidi wowote uliothibitishwa kisayansi na kuthibitishwa kimbinu.

Licha ya matangazo yote yaliyotolewa na kuahidi matokeo ya utafiti, matokeo ya jaribio la Maabara ya NASA Eagleworks ni mwanzo tu wa mchakato mrefu wa kuthibitisha ushahidi na kujenga uaminifu wa kisayansi wa mradi ulioanzishwa na Scheuer. Ikiwa matokeo ya majaribio ya utafiti yanageuka kuwa ya kuzaliana, na utendakazi wa mfano huo pia umethibitishwa katika hali ya anga, bado kuna swali kubwa zaidi la uchambuzi. tatizo la kupatanisha ugunduzi na kanuni za mienendohuku ikiwa haijaguswa. Kuibuka kwa hali kama hiyo haipaswi kumaanisha moja kwa moja kukataa nadharia ya sasa ya kisayansi au sheria za kimsingi za mwili.

Kinadharia, EmDrive inafanya kazi kwa kutumia hali ya shinikizo la mionzi. Kasi ya kikundi cha wimbi la sumakuumeme, na kwa hivyo nguvu inayotokana nayo, inaweza kutegemea jiometri ya mwongozo wa wimbi ambalo hueneza. Kulingana na wazo la Scheuer, ikiwa utaunda mwongozo wa wimbi la conical kwa njia ambayo kasi ya wimbi kwa upande mmoja ni tofauti sana na kasi ya wimbi upande mwingine, basi kwa kutafakari wimbi kati ya ncha mbili, utapata tofauti. shinikizo la mionzi, i.e. nguvu ya kutosha kufikia mvutano. Kulingana na Scheuer, EmDrive haikiuki sheria za fizikia, lakini hutumia nadharia ya Einstein - injini iko tu. sura nyingine ya kumbukumbu kuliko wimbi la "kazi" ndani yake.

7. Mchoro wa dhana ya uendeshaji wa EmDrive

Ni ngumu kuelewa jinsi EmDrive inavyofanya kazi, lakini unajua inajumuisha (7) Sehemu muhimu zaidi ya kifaa ni resonator ya microwaveambayo mionzi ya microwave ilizalisha microwave (taa inayotoa microwave inayotumika katika oveni za rada na microwave). Resonator ni sawa na sura ya koni ya chuma iliyopunguzwa - mwisho mmoja ni pana zaidi kuliko nyingine. Kwa sababu ya vipimo vilivyochaguliwa vizuri, mawimbi ya sumakuumeme ya urefu fulani hutoka ndani yake. Inachukuliwa kuwa mawimbi haya yanaharakisha kuelekea mwisho mpana na polepole kuelekea mwisho mwembamba. Tofauti katika kasi ya uhamishaji wa mawimbi inapaswa kusababisha tofauti katika shinikizo la mionzi inayotolewa kwenye ncha tofauti za resonator, na hivyo kuunda. mwendo wa gari. Mlolongo huu utachukua hatua kuelekea msingi mpana. Shida ni kwamba, kulingana na wakosoaji wa Scheuer, athari hii hulipa fidia kwa athari za mawimbi kwenye kuta za upande wa koni.

8. Pua ya injini ya ion

Jeti au injini ya roketi husukuma gari (msukumo) inapotoa gesi ya mwako inayoharakishwa. Kisukumo cha ioni kinachotumika katika vichunguzi vya anga pia hutoa gesi (8), lakini kwa namna ya ions kuharakisha katika uwanja wa umeme. EmDrive haitoi yoyote kati ya haya.

Kulingana na Sheria ya tatu ya Newton kwa kila tendo kuna mwitikio wa kinyume na sawa, yaani, matendo ya pande zote ya miili miwili huwa sawa na kinyume. Ikiwa tutaegemea ukuta, pia inatukandamiza, ingawa haitaenda popote. Anavyoongea kanuni ya uhifadhi wa kasiIkiwa nguvu za nje (mwingiliano) hazifanyi kazi kwenye mfumo wa miili, basi mfumo huu una kasi ya mara kwa mara. Kwa kifupi, EmDrive haipaswi kufanya kazi. Lakini inafanya kazi. Angalau ndivyo vifaa vya kugundua vinaonyesha.

Nguvu ya prototypes iliyojengwa hadi sasa haiwagopi kutoka kwa miguu yao, ingawa, kama tulivyokwisha sema, baadhi ya injini za ioni zinazotumiwa katika mazoezi hufanya kazi katika safu hizi ndogo za Newton. Kulingana na Scheuer, msukumo katika EmDrive unaweza kuongezeka sana kupitia matumizi ya waendeshaji wakuu.

Nadharia ya Mawimbi ya Majaribio

Nadharia ya mawimbi ya majaribio ilitolewa na watafiti wa NASA kama msingi unaowezekana wa kisayansi wa uendeshaji wa EmDrive. Hii ndiyo nadharia ya kwanza ya kutofautisha iliyofichwa inayojulikana iliyotolewa na Louise de Broglie mnamo 1927, baadaye kusahaulika, kisha kugundua tena na kuboreshwa David Bohm - sasa inaitwa nadharia ya Broglie-Bohm. Haina matatizo yaliyopo katika tafsiri ya kawaida ya mechanics ya quantum, kama vile kuanguka mara moja kwa utendaji wa wimbi na tatizo la kipimo (kinachojulikana kama kitendawili cha paka cha Schrödinger).

hii nadharia isiyo ya kienyejihii ina maana kwamba mwendo wa chembe fulani huathiriwa moja kwa moja na mwendo wa chembe nyingine katika mfumo. Walakini, hii isiyo ya eneo hairuhusu habari kupitishwa kwa kasi kubwa kuliko kasi ya mwanga, na kwa hivyo haipingani na nadharia ya uhusiano. Nadharia ya wimbi la majaribio inasalia kuwa mojawapo ya tafsiri kadhaa za mechanics ya quantum. Kufikia sasa, hakuna tofauti za majaribio ambazo zimepatikana kati ya utabiri wa nadharia ya wimbi la majaribio na ule wa tafsiri ya kawaida ya mechanics ya quantum.

Katika uchapishaji wake wa 1926 Max Kuzaliwa ilipendekeza kuwa utendaji wa wimbi la mlingano wa wimbi la Schrödinger ni msongamano wa uwezekano wa kutambua chembe. Ilikuwa kwa ajili ya wazo hili kwamba de Broglie alianzisha nadharia ya wimbi la majaribio na kuendeleza kazi ya wimbi la majaribio. Hapo awali alipendekeza mbinu ya utatuzi maradufu ambapo kitu cha quantum kina wimbi la kimwili (u-wave) katika nafasi halisi yenye eneo la umoja wa duara ambalo husababisha tabia kama-chembe. Katika aina hii ya nadharia ya awali, mtafiti hakudai kuwepo kwa chembe ya quantum. Baadaye alitengeneza nadharia ya wimbi la majaribio na kuiwasilisha kwenye Mkutano maarufu wa Solvay mnamo 1927. Wolfgang Pauli hata hivyo, alidhani kwamba mtindo huo haungekuwa sahihi kwa kutawanya kwa chembe zisizo na elastic. De Broglie hakupata

kwa jibu hili na hivi karibuni akaachana na dhana ya wimbi la majaribio. Hakuwahi kuendeleza nadharia yake kufunika ubahatishaji.

chembe nyingi.

Mnamo 1952, David Bohm aligundua tena nadharia ya wimbi la majaribio. Nadharia ya de Broglie-Bohm hatimaye ilitambuliwa kama tafsiri sahihi ya mechanics ya quantum na inawakilisha mbadala kubwa kwa tafsiri maarufu zaidi ya Copenhagen hadi sasa. Muhimu zaidi, ni huru kutokana na kitendawili cha kipimo ambacho kinaingilia tafsiri ya kawaida ya mechanics ya quantum.

Misimamo na kasi ya chembe ni viambajengo fiche kwa maana kwamba kila chembe ina viwianishi vilivyobainishwa vyema na kasi wakati wowote. Walakini, haiwezekani kupima idadi hizi zote mbili kwa wakati mmoja, kwani kila kipimo cha moja kinasumbua thamani ya nyingine - kwa mujibu wa Kanuni ya kutokuwa na uhakika ya Heisenberg. Seti ya chembe ina mawimbi ya jambo yanayolingana yanayobadilika kulingana na mlinganyo wa Schrödinger. Kila chembe hufuata mkondo bainifu unaodhibitiwa na wimbi la majaribio. Ikichukuliwa pamoja, msongamano wa chembe unafanana na urefu wa amplitude ya kazi ya wimbi. Kitendakazi cha wimbi hakitegemei vijisehemu na kinaweza kuwepo kama kitendakazi tupu cha wimbi.

Katika tafsiri ya Copenhagen, chembe hazina mahali pa kudumu hadi ziangaliwe. Katika nadharia ya wimbi

nafasi za majaribio za chembe zimefafanuliwa vizuri, lakini hii ina athari kubwa kwa fizikia nzima - kwa hivyo.

pia nadharia hii si maarufu sana. Hata hivyo, hukuruhusu kueleza jinsi EmDrive inavyofanya kazi.

"Ikiwa chombo cha kati kinaweza kusambaza mitetemo ya akustisk, basi vipengele vyake vinaweza kuingiliana na kusambaza kasi," inaandika timu ya utafiti ya NASA katika uchapishaji wa Novemba 2016. inakiuka sheria za mwendo za Newton."

Moja ya matokeo ya tafsiri hii, inaonekana, ni kwamba EmDrive itasonga, kana kwamba "inasukuma" kutoka kwa Ulimwengu.

 EmDrive haipaswi kuvunja sheria za fizikia...

…anasema Mike McCulloch wa Chuo Kikuu cha Plymouth, akipendekeza nadharia mpya inayopendekeza njia tofauti ya kufikiria kuhusu mwendo na hali ya vitu vyenye kasi ndogo sana. Ikiwa alikuwa sahihi, tungeishia kuita gari la ajabu "isiyo ya inertial", kwa sababu ni hali, yaani, inertia, ambayo inasumbua mtafiti wa Uingereza.

Inertia ni tabia ya vitu vyote vilivyo na wingi, huguswa na mabadiliko katika mwelekeo au kuongeza kasi. Kwa maneno mengine, wingi unaweza kuzingatiwa kama kipimo cha hali. Ingawa hii inaonekana kwetu dhana inayojulikana, asili yake sio dhahiri sana. Wazo la McCulloch linatokana na dhana kwamba hali ni kutokana na athari iliyotabiriwa na uhusiano wa jumla unaoitwa. Mionzi ya Unrua ni mionzi ya blackbody inayofanya kazi kwenye vitu vinavyoongeza kasi. Kwa upande mwingine, tunaweza kusema kwamba inakua tunapoongeza kasi.

Kuhusu EmDrive Wazo la McCulloch linatokana na wazo lifuatalo: ikiwa fotoni zina wingi wowote, lazima zipate hali ya hewa inapoakisiwa. Hata hivyo, mionzi ya Unruh ni ndogo sana katika kesi hii. Ni ndogo sana kwamba inaweza kuingiliana na mazingira yake ya karibu. Katika kesi ya EmDrive, hii ni koni ya muundo wa "injini". Koni huruhusu mionzi ya Unruh ya urefu fulani kwenye ncha pana, na mionzi ya urefu mfupi kwenye ncha nyembamba. Picha zinaonyeshwa, hivyo inertia yao katika chumba lazima ibadilike. Na kutoka kwa kanuni ya uhifadhi wa kasi, ambayo, kinyume na maoni ya mara kwa mara kuhusu EmDrive, haijakiukwa katika tafsiri hii, inafuata kwamba traction inapaswa kuundwa kwa njia hii.

Nadharia ya McCulloch, kwa upande mmoja, inaondoa shida ya uhifadhi wa kasi, na kwa upande mwingine, iko kando ya mkondo wa kisayansi. Kwa mtazamo wa kisayansi, inaweza kujadiliwa kudhani kuwa fotoni zina wingi wa inertial. Aidha, kimantiki, kasi ya mwanga inapaswa kubadilika ndani ya chumba. Hii ni ngumu sana kwa wanafizikia kukubali.

Je, ni kamba kweli?

Licha ya matokeo chanya yaliyotajwa hapo juu kutoka kwa utafiti wa kuvutia wa EmDrive, wakosoaji bado wanaupinga. Wanabainisha kuwa, kinyume na ripoti za vyombo vya habari, NASA bado haijathibitisha kuwa injini inafanya kazi. Inawezekana, kwa mfano, kwa uhakika kabisa makosa ya majaribiohusababishwa, miongoni mwa mambo mengine, na uvukizi wa nyenzo zinazounda sehemu za mfumo wa propulsion.

Wakosoaji wanasema kuwa nguvu ya wimbi la sumakuumeme katika pande zote mbili ni sawa. Tunashughulika na upana tofauti wa chombo, lakini hii haibadilishi chochote, kwa sababu microwaves, inaonekana kutoka mwisho pana, kurudi, kuanguka si tu juu ya chini nyembamba, lakini pia juu ya kuta. Wakosoaji walizingatia kuunda msukumo wa mwanga na mtiririko wa hewa, kwa mfano, lakini NASA ilikataa hili baada ya majaribio katika chumba cha utupu. Wakati huo huo, wanasayansi wengine walikubali data mpya kwa unyenyekevu, wakitafuta njia ya kupatanisha kwa maana na kanuni ya uhifadhi wa kasi.

Wengine wana shaka kuwa jaribio hili linatofautisha msukumo maalum wa injini na athari ya joto ya mfumo unaotibiwa na mkondo wa umeme (9) Katika usanidi wa majaribio wa NASA, kiasi kikubwa sana cha nishati ya joto huingia kwenye silinda, ambayo inaweza kubadilisha usambazaji wa wingi na kituo cha mvuto, na kusababisha msukumo wa EmDrive kugunduliwa katika vifaa vya kupimia.

9. Picha za joto za mfumo wakati wa kupima

Wapenzi wa EmDrive wanasema hivyo siri iko, kati ya mambo mengine, katika sura ya silinda ya conicalndio maana mstari unaonekana tu. Wakosoaji wanajibu kwamba itastahili kujaribu kianzishaji kisichowezekana na silinda ya kawaida. Kwa maana ikiwa kungekuwa na msukumo katika muundo huo wa kawaida, usio wa kawaida, ungedhoofisha baadhi ya madai ya "fumbo" kuhusu EmDrive, na pia ingeunga mkono tuhuma kwamba athari za mafuta zinazojulikana za "injini isiyowezekana" zinafanya kazi katika usanidi wa majaribio.

"Utendaji" wa injini, kama inavyopimwa na majaribio ya Eagleworks ya NASA, pia ni ya kutiliwa shaka. Wakati wa kutumia 40 W, msukumo ulipimwa kwa kiwango cha microns 40 - ndani ya plus au minus 20 microns. Hili ni kosa la 50%. Baada ya kuongeza nguvu hadi wati 60, vipimo vya utendakazi vilipungua sana. Hata hivyo, hata kama tutachukua data hii kwa thamani inayoonekana, aina mpya ya uendeshaji bado inazalisha moja tu ya kumi ya nishati kwa kila kilowati ya umeme inayoweza kufikiwa kwa visukuma vya juu vya ioni kama vile NSTAR au NEXT.

Wakosoaji wanatoa wito kwa majaribio zaidi, ya kina zaidi na, bila shaka, ya kujitegemea. Wanakumbuka kwamba mfuatano wa EmDrive ulionekana katika majaribio ya Kichina mwaka wa 2012, na ukatoweka baada ya kuboreshwa kwa mbinu za majaribio na vipimo.

Ukweli angalia kwenye obiti

Jibu la mwisho (?) kwa swali la ikiwa kiendeshi hufanya kazi na chumba cha resonant kinachukuliwa na Guido Fett aliyetajwa hapo awali - mvumbuzi wa lahaja ya dhana hii inayoitwa. Kanna Drive. Kwa maoni yake, wakosoaji na wakosoaji watafungwa midomo yao kwa kutuma setilaiti inayoendeshwa na injini hii kwenye obiti. Bila shaka itafungwa ikiwa Cannae Drive itarusha setilaiti.

Uchunguzi wa ukubwa wa vitengo 6 vya CubeSat (yaani takriban 10 × 20 × 30 cm) unapaswa kuinuliwa hadi urefu wa kilomita 241, ambapo itakaa kwa karibu nusu mwaka. Satelaiti za kiasili za ukubwa huu huishiwa na mafuta ya kusahihisha katika takriban wiki sita. EmDrive inayotumia nishati ya jua itaondoa kizuizi hiki.

Ili kuunda kifaa, Cannae Inc., inayoendeshwa na Fetta, Inc. ilianzisha kampuni ya LAI International na SpaceQuest Ltd, ikiwa na uzoefu kama msambazaji wa vipuri, ikijumuisha. kwa mtengenezaji wa anga na satelaiti. Ikiwa kila kitu kinakwenda vizuri, basi Theseus, kwa sababu hilo ndilo jina la mradi huo mpya, unaweza kuzindua satelaiti ndogo ya kwanza ya EmDrive mnamo 2017.

Sio chochote ila fotoni, Wafini wanasema.

Miezi michache kabla ya matokeo ya NASA kuchapishwa, jarida lililopitiwa na rika la AIP Advances lilichapisha makala kuhusu injini yenye utata ya EmDrive. Waandishi wake, profesa wa fizikia Arto Annila kutoka Chuo Kikuu cha Helsinki, Dk. Erkki Kolehmainen kutoka Chuo Kikuu cha Jyväskylä katika kemia hai, na mwanafizikia Patrick Grahn kutoka Comsol, wanasema kuwa EmDrive inapata msukumo kwa sababu ya kutolewa kwa fotoni kutoka kwa chumba kilichofungwa.

Profesa Annila ni mtafiti mashuhuri wa nguvu za asili. Yeye ndiye mwandishi wa karatasi karibu hamsini zilizochapishwa katika majarida ya kifahari. Nadharia zake zimepata matumizi katika utafiti wa nishati ya giza na jambo la giza, mageuzi, uchumi, na sayansi ya neva. Annila ni ya kitengo: EmDrive ni kama injini nyingine yoyote. Inachukua mafuta na kuunda msukumo.

Kwa upande wa mafuta, kila kitu ni rahisi na wazi kwa kila mtu - microwaves hutumwa kwa injini. Tatizo ni kwamba hakuna kitu kinachoweza kuonekana kutoka kwake, hivyo watu wanadhani kuwa injini haifanyi kazi. Kwa hivyo kitu kisichoweza kutambulika kinawezaje kutoka ndani yake? Picha huruka huku na huko kwenye chumba. Baadhi yao huenda kwa mwelekeo sawa na kwa kasi sawa, lakini awamu yao inabadilishwa na digrii 180. Kwa hivyo, ikiwa watasafiri katika usanidi huu, wanaghairi sehemu za sumakuumeme za kila mmoja. Ni kama mawimbi ya maji yanayosonga pamoja wakati moja yanapojitenga kutoka kwa lingine ili kughairiana. Maji hayatoki, bado yapo. Vile vile, fotoni zinazobeba kasi hazipotei, hata kama hazionekani kuwa nyepesi. Na ikiwa mawimbi hayana tena mali ya umeme, kwa sababu yameondolewa, basi hayatafakari kutoka kwa kuta za chumba na usiiache. Kwa hivyo, tunayo shukrani ya gari kwa fotoni zilizooanishwa.

Mashua iliyozama katika muda wa nafasi

Mwanafizikia mashuhuri James F. Woodward (10) inazingatia, kwa upande mwingine, kwamba msingi wa kimwili wa uendeshaji wa aina mpya ya kifaa cha kusukuma ni kile kinachoitwa. kuvizia Maha. Woodward alibuni nadharia ya hisabati isiyo ya ndani kwa kuzingatia kanuni ya Mach. Hasa zaidi, hata hivyo, nadharia yake inaweza kuthibitishwa kwa sababu inatabiri athari za kimwili.

Woodward anasema kwamba ikiwa msongamano wa nishati nyingi wa mfumo wowote utabadilika kulingana na wakati, wingi wa mfumo huo hubadilika kwa kiasi sawia na derivative ya pili ya mabadiliko ya msongamano wa mfumo unaohusika.

Ikiwa, kwa mfano, capacitor ya kauri ya kilo 1 inashtakiwa mara moja kwa chanya, wakati mwingine hasi voltage ambayo inabadilika kwa mzunguko wa 10 kHz na kupitisha nguvu, kwa mfano, 100 W - nadharia ya Woodward inatabiri kwamba wingi wa capacitor inapaswa kubadilika ± Miligramu 10 karibu na thamani yake ya awali ya wingi kwa mzunguko wa 20 kHz. Utabiri huu umethibitishwa katika maabara na kwa hivyo kanuni ya Mach imethibitishwa kwa nguvu.

Ernst Mach aliamini kwamba mwili husogea sawasawa sio kwa uhusiano na nafasi kabisa, lakini kwa uhusiano na kitovu cha misa ya miili mingine yote kwenye Ulimwengu. Inertia ya mwili ni matokeo ya mwingiliano wake na miili mingine. Kulingana na wanafizikia wengi, utimilifu kamili wa kanuni ya Mach ungethibitisha utegemezi kamili wa jiometri ya muda wa nafasi kwenye mgawanyo wa vitu kwenye Ulimwengu, na nadharia inayolingana nayo itakuwa nadharia ya wakati wa nafasi.

Kwa kuibua, dhana hii ya injini ya EmDrive inaweza kulinganishwa na kupiga makasia baharini. Na bahari hii ni Ulimwengu. Mwendo huo utatenda zaidi au kidogo kama kasia inayoingia ndani ya maji ambayo huunda ulimwengu na kujiondoa kutoka kwayo. Na jambo la kufurahisha zaidi juu ya haya yote ni kwamba fizikia sasa iko katika hali ambayo sitiari kama hizo hazionekani kama hadithi za kisayansi na ushairi hata kidogo.

Sio EmDrive pekee, au viendeshi vya angani vya siku zijazo

Ingawa injini ya Scheuer imetoa nyongeza kidogo tu, tayari ina mustakabali mkubwa katika usafiri wa anga ambao utatupeleka kwenye Mirihi na kwingineko. Walakini, hili sio tumaini pekee la injini ya anga ya juu na yenye ufanisi. Hapa kuna dhana zaidi:

•  msukumo wa nyuklia. Ingejumuisha kurusha mabomu ya atomiki na kuelekeza nguvu ya mlipuko wao na "pipa" kuelekea nyuma ya meli. Milipuko ya nyuklia itaunda nguvu ya athari ambayo "inasukuma" meli mbele. Chaguo lisiloweza kulipuka litakuwa kutumia nyenzo yenye nyufa ya chumvi, kama vile bromidi ya urani, iliyoyeyushwa katika maji. Mafuta kama hayo huhifadhiwa kwenye safu ya vyombo, ikitenganishwa kutoka kwa kila mmoja na safu ya nyenzo za kudumu, na kuongeza ya boroni, ya kudumu.

  kifyonzaji cha nyutroni ambacho huzizuia kutiririka kati ya vyombo. Tunapoanza injini, nyenzo kutoka kwa vyombo vyote huchanganya, ambayo husababisha mmenyuko wa mnyororo, na suluhisho la chumvi ndani ya maji hubadilika kuwa plasma, ambayo, ikiacha pua ya roketi iliyolindwa kutokana na joto kubwa la plasma na uwanja wa sumaku. inatoa msukumo wa mara kwa mara. Inakadiriwa kuwa njia hii inaweza kuongeza kasi ya roketi hadi 6 m/s na hata zaidi. Walakini, kwa njia hii, idadi kubwa ya mafuta ya nyuklia inahitajika - kwa meli yenye uzito wa tani elfu, hii inaweza kuwa tani 10. tani za urani.

• Injini ya fusion kwa kutumia deuterium. Plasma yenye joto la nyuzi joto milioni 500 hivi, ambayo inatoa msukumo, inatoa shida kubwa kwa wabunifu, kwa mfano, nozzles za kutolea nje. Hata hivyo, kasi ambayo inaweza kinadharia kupatikana katika kesi hii ni karibu na moja ya kumi ya kasi ya mwanga, i.e. hadi 30 XNUMX. km/s. Walakini, chaguo hili bado haliwezekani kitaalam.
• Antimatter. Jambo hili la kushangaza lipo - huko CERN na Fermilab, tuliweza kukusanya antiprotoni trilioni moja, au picha moja ya antimatter, kwa kutumia pete za kukusanya. Kinadharia, antimatter inaweza kuhifadhiwa katika kinachojulikana mitego ya Penning, ambayo uwanja wa magnetic huizuia kugongana na kuta za chombo. Uharibifu wa antimatter kwa kawaida

  na dutu, kwa mfano, na hidrojeni, hutoa nishati kubwa kutoka kwa plasma yenye nguvu nyingi kwenye mtego wa sumaku. Kinadharia, gari linaloendeshwa na nishati ya maangamizi ya mata na antimatter inaweza kuongeza kasi hadi 90% ya kasi ya mwanga. Walakini, katika mazoezi, utengenezaji wa antimatter ni ngumu sana na ni ghali. Kundi fulani linahitaji nishati mara milioni kumi zaidi ili kuzalisha kuliko linavyoweza kuzalisha baadaye.

• meli za jua. Hii ni dhana ya kuendesha gari ambayo imejulikana kwa miaka mingi, lakini bado inasubiri, angalau kwa tentatively, kutekelezwa. Matanga yatafanya kazi kwa kutumia athari ya picha ya umeme iliyoelezewa na Einstein. Hata hivyo, uso wao lazima uwe mkubwa sana. Sail yenyewe lazima pia iwe nyembamba sana ili muundo usiwe na uzito sana.
• Actuator . Wanafantomolojia wanasema inatosha… kukunja nafasi, ambayo kwa kweli hupunguza umbali kati ya gari na lengwa na kuongeza umbali nyuma yake. Kwa hivyo, abiria mwenyewe anasonga kidogo tu, lakini katika "Bubble" anashinda umbali mkubwa. Inapendeza kama inavyosikika, wanasayansi wa NASA wamekuwa wakijaribu kwa umakini kabisa.

  na athari kwenye fotoni. Mnamo 1994, mwanafizikia Dakt. Miguel Alcubierre alipendekeza nadharia ya kisayansi inayoelezea jinsi injini kama hiyo inaweza kufanya kazi. Kwa kweli, itakuwa aina fulani ya hila - badala ya kusonga kwa kasi zaidi kuliko kasi ya mwanga, ingerekebisha muda wa nafasi yenyewe. Kwa bahati mbaya, usitegemee kupata diski hivi karibuni. Mojawapo ya shida nyingi nayo ni kwamba meli inayoendeshwa kwa njia hii itahitaji nishati hasi ili kuiendesha. Ni kweli kwamba aina hii ya nishati inajulikana kwa fizikia ya kinadharia - mfano wa kinadharia wa utupu kama bahari isiyo na mwisho ya chembe hasi za nishati ilipendekezwa kwanza na mwanafizikia wa Uingereza Paul Dirac mnamo 1930 kuelezea uwepo wa quantum ya nishati iliyotabiriwa. majimbo. kulingana na mlinganyo wa Dirac kwa elektroni za relativitiki.

  Katika fizikia ya classical, inachukuliwa kuwa katika asili kuna suluhisho tu na nishati nzuri, na suluhisho na nishati hasi haina maana. Walakini, equation ya Dirac inasisitiza uwepo wa michakato ambayo suluhisho hasi linaweza kutokea kutoka kwa chembe chanya "ya kawaida", na kwa hivyo haiwezi kupuuzwa. Walakini, haijulikani ikiwa nishati hasi inaweza kuundwa katika hali halisi inayopatikana kwetu.

  Kuna matatizo mengi na utekelezaji wa gari. Mawasiliano inaonekana kuwa moja ya muhimu zaidi. Kwa mfano, haijulikani jinsi meli inaweza kuwasiliana na mikoa ya jirani ya muda wa nafasi, kusonga kwa kasi zaidi kuliko kasi ya mwanga? Hii pia itazuia kiendeshi kutoka kwa kukwaa au kuanza.