Cercetătorii de la Universitatea Tehnică din Dresda au măsurat forța „motorului imposibil” EmDrive, care nu necesită combustibil pentru a funcționa și încalcă legea conservării momentului și au ajuns la concluzia că aici nu există magie. Experimentul a arătat că tracțiunea înregistrată se explică printr-o ecranare insuficientă a instalației și, în consecință, nu a fost contabilizată anterior pentru influența câmpului magnetic al Pământului. Oamenii de știință și-au împărtășit concluziile la Conferința de Propulsie Spațială.
Cercetătorii conduși de Martin Taimar au măsurat traiectoria EmDrive folosind o platformă de torsiune, pe care a perfecționat-o constant pe parcursul a patru ani. Principiul de funcționare al acestei instalații este o reminiscență a echilibrului de torsiune, inventat la sfârșitul secolului al XVIII-lea și folosit pentru testarea experimentală a legilor Coulomb și Newton. Un echilibru de torsiune este un braț echilibrat suspendat pe un fir vertical. Când forțele externe acționează asupra pârghiei, aceasta se întoarce și unghiul de deviere poate fi utilizat pentru a judeca amploarea forțelor aplicate. În instalarea oamenilor de știință germani, în locul unui fir, au fost utilizate arcuri sensibile de torsiune, care țineau camera cu un motor, iar deplasarea camerei a fost măsurată folosind un interferometru laser. Acest lucru a făcut posibilă fixarea forței de tracțiune de ordinul mai multor micronewtonuri.
Camera pentru experiment și dispunerea lui.
Desigur, cercetătorii au încercat să reducă pe cât posibil impactul forțelor externe, care ar putea fi confundat cu tracțiunea din „motorul imposibil”. Pentru aceasta, camera a fost instalată pe un bloc de beton separat, care suprimă vibrațiile fundației. Camera a fost pompată la o presiune de ordinul unui pascal (de 100 de mii de ori mai puțin decât atmosferic), toate părțile importante ale instalației au fost protejate de radiațiile electromagnetice externe folosind folii metalice și au încercat, de asemenea, să prevină supraîncălzirea electronică prin controlul temperaturii sale folosind camere infraroșii.
Înainte de a face experimente de bază, fizicienii au calibrat configurația pentru a se asigura că au exclus cu adevărat toți factorii externi. În cele din urmă, la măsurarea tracțiunii, cercetătorii au întors motorul în interiorul camerei pentru a vedea dacă vreun factor nerecunoscut afectează rezultatele. Într-o situație ideală, atunci când nu există astfel de factori, direcția de deplasare a camerei ar trebui să fie opusă direcției de tracțiune a motorului - de exemplu, la un unghi de rotație al motorului de 0 grade, deplasarea camerei este pozitivă, la 180 de grade, negativă și la un unghi de 90 de grade, este complet absentă.
Măsurătorile cu EmDrive au arătat un comportament ușor diferit. Desigur, la unghi zero, tracțiunea a atins patru micronotone cu o putere amplificatoare de ordinul a doi wați, iar când motorul a fost rotit la 180 de grade, deplasarea a schimbat semnul. Astfel, s-a dovedit că raportul dintre tracțiune și putere este aproximativ egal cu două miliarde tone pe kilowatt, ceea ce este aproape de două ori mai mult decât rezultatele experimentelor anterioare. Cu toate acestea, la un unghi de 90 de grade, fizicienii au înregistrat încă deplasarea camerei, deși ar fi trebuit să lipsească. În plus, atunci când forța oscilațiilor electromagnetice din interiorul motorului a fost suprimată de aproape o sută de mii de ori, amploarea împingerii practic nu s-a schimbat. Aceasta înseamnă că, în realitate, forța observată în experiment a fost asociată nu cu motorul, ci cu necunoscut pentru factori externi.
Câmpul magnetic al Pământului poate acționa ca atare factori, notează cercetătorii. Fizicienii adaugă că toate dispozitivele care au participat la experiment au fost protejate, iar cablurile coaxiale au fost utilizate oriunde este posibil, dar câmpul putea încă să pătrundă în instalație prin îmbinările lor. Desigur, ar fi trebuit să se slăbească foarte mult, dar amploarea împușcăturii măsurate este atât de mică încât poate fi ușor atribuită în acest sens. De fapt, rezistența câmpului magnetic al pământului este de aproximativ 50 microtesla, iar curentul care alimentează amplificatorul era de până la doi amperi. Folosind legea lui Ampere, este ușor de calculat că, în astfel de condiții, o împingere de aproximativ două micronewtonuri poate crea o secțiune de sârmă cu o lungime de doar doi centimetri. Pentru a elimina această forță, protejați amplificatorul și camera în același timp,creșterea dimensiunii cuștii metalice Faraday. Autorii articolului subliniază faptul că în toate măsurătorile anterioare ale apariției EmDrive, o astfel de ecranare nu a fost efectuată și, prin urmare, rezultatele acestora trebuie verificate cu atenție.
Oamenii au visat de mult la călătorii interstelare, dar multe dificultăți tehnice împiedică acest vis să devină realitate. Una dintre cele mai mari este nevoia de a transporta o masă uriașă de combustibil la bordul navei spațiale, deoarece nu avem încă alte tehnologii care să ne permită să dezvoltăm viteze mari în spațiul exterior. Ne bazăm pe tracțiunea jetului, iar aceasta este una dintre probleme.
Video promotional:
Pentru ca nava spațială să poată zbura la cea mai apropiată stea de sistemul solar - Proxima Centauri, (distanță de aproximativ 4,2 ani-lumină), va fi nevoie de o masă de combustibil, comparabilă cu masa Soarelui.
În momentul de față, dezvoltarea unor moduri alternative de accelerare a navelor spațiale, de exemplu, cu ajutorul acelorași pânze solare, care utilizează energia vântului solar sau radiația laser pentru propulsie. De exemplu, proiectul Breakthrough Starshot propune lansarea unor nave minuscule (aproximativ un gram în masă) către Proxima Centauri, care va fi accelerată de vântul solar și va ajunge la stea în douăzeci de ani. Cu toate acestea, aceste tehnologii nu pot fi adaptate la dimensiunile umane.
Motorul EmDrive, o altă alternativă la propulsia cu jet, a arătat promisiunea ca o tehnologie care va deschide calea către călătoriile interstelare. Motorul a fost propus de Roger Scheuer în 1999. Este format dintr-un rezonator asimetric și un magnetron, care direcționează radiația electromagnetică în el și excită undele electromagnetice în picioare. La rândul său, datorită asimetriei structurii, undele creează presiuni diferite pe pereții motorului și sunt o sursă de tracțiune.
Funcționarea unui astfel de motor încalcă legea conservării impulsului, una dintre legile fundamentale ale fizicii. Cu toate acestea, numeroase experimente au susținut că EmDrive creează încă tracțiune. De exemplu, într-o lucrare publicată în noiembrie 2016, inginerii de la NASA au raportat o forță de aproximativ 80 de micronewtonuri cu o putere electrică aplicată de aproximativ 60 de wați. Și în septembrie anul trecut, cercetătorii chinezi au anunțat și un prototip de lucru al motorului, „imposibil” din punct de vedere al științei.
Nikolay Khizhnyak