بحث

محرك الفضاء الأسطوري يجتاز أخيرًا الاختبار الحقيقي

منذ ولادة العصر الكوني ، حلمتم الاحتفاظ بالرحلة إلى نظام شمسي آخر في "ضبط صاروخي" ، مما يحد بشدة من سرعة وحجم المركبة الفضائية التي نطلقها في الفضاء. يقدر العلماء أنه حتى باستخدام أقوى محركات الصواريخ اليوم ، سيستغرق الأمر حوالي 50000 عام للوصول إلى أقرب جار بين النجوم ، ألفا سنتوري. إذا كان الناس يأملون في رؤية شروق الشمس الغريبة ، فيجب تقليل وقت العبور بشكل كبير.

هل يعمل محرك EmDrive المستحيل؟

من بين المفاهيم المتقدمة للمحرك التي يمكنللحصول على كل شيء على أرض الواقع ، تسبب عدد قليل جدًا من الإثارة والتناقض مثل EmDrive. تم وصفه لأول مرة منذ ما يقرب من عشرين عامًا ، يعمل EmDrive عن طريق تحويل الكهرباء إلى أفران ميكروويف وتوجيه هذا الإشعاع الكهرومغناطيسي عبر غرفة مخروطية. من الناحية النظرية ، يمكن للميكروويف ممارسة الضغط على جدران الحجرة وخلق قوة دفع كافية لتحريك مركبة فضائية في الفضاء. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا يوجد EmDrive إلا كنموذج أولي للمختبر ، ولا يزال من غير الواضح ما إذا كان يمكنه توليد قوة جر على الإطلاق. إذا خلقت ، فإن القوى التي ليست قوية بما يكفي ليتم رؤيتها بالعين المجردة ، ناهيك عن تحريك الجهاز.

ومع ذلك ، على مدى السنوات القليلة الماضية عدةوقد ادعى العلماء ، بما في ذلك ناسا ، أنهم نجحوا في إنتاج الرغبة الشديدة مع EmDrive. إذا كان هذا صحيحًا ، فنحن ننتظر أحد أكبر الاختراقات في تاريخ استكشاف الفضاء. المشكلة هي أن التوجه الذي لوحظ في هذه التجارب صغير جدًا لدرجة أنه يصعب القول ما إذا كان موجودًا على الإطلاق.

الحل هو تطوير أداةالذي يمكن قياس هذه المظاهر الطفيفة من التوجه. لذلك ، قرر فريق من علماء الفيزياء من الجامعة التقنية الألمانية درسدن إنشاء جهاز من شأنه أن يحل هذه المشكلة. يهدف مشروع SpaceDrive ، الذي يقوده الفيزيائي مارتن تيمار ، إلى إنشاء أداة حساسة للغاية ومحصنة ضد التداخل ، مما يضع حداً للمناقشة نهائيًا. في أكتوبر ، قدم تيمار وفريقه مجموعتهم الثانية من القياسات التجريبية لـ EmDrive في المؤتمر الدولي للملاحة الفضائية ، وسيتم نشر نتائجهم في أكتا أسترونوتيكا في أغسطس. استنادًا إلى نتائج التجارب ، يقول تيمار إن دقة الملحمة مع EmDrive تنتظرنا في غضون شهرين.

كثير من العلماء والمهندسين لا يؤمنون بـ EmDrive ،لأنه ينتهك قوانين الفيزياء. يبدو أن الموجات الدقيقة التي تدفع جدران غرفة EmDrive تولد قوة دفع نيهيلو ، أي من أي شيء يتعارض مع الحفاظ على الدافع - أي عمل ولا مقاومة. يبحث أنصار EmDrive ، بدورهم ، عن إجابات في التفسيرات الذكية لميكانيكا الكم ، في محاولة لفهم كيف يمكن أن يعمل EmDrive دون انتهاك الفيزياء النيوتونية. يقول تيمار: "من وجهة نظر نظرية ، لا أحد يأخذ الأمر على محمل الجد". إذا كانت EmDrive قادرة على توليد الرغبة الشديدة ، كما تزعم بعض المجموعات ، "لا أحد لديه أي فكرة عن مصدرها". عندما يكون للعلم فجوة نظرية بهذا الحجم ، يرى تيمار طريقة واحدة فقط لإغلاقه: تجريبية.

في نهاية عام 2016 ، تيمار و 25 من علماء الفيزياء الآخريناجتمعوا في إستس بارك ، كولورادو ، لأول مؤتمر EmDrive وأنظمة المحركات الغريبة ذات الصلة. ألقى بول مارش ، أحد علماء الخطب الأكثر إثارة للاهتمام ، في الفيزياء في مختبر ناساوركس التابع لناسا ، حيث اختبر هو وزميله هارولد وايت نماذج مختلفة من EmDrive. وفقًا لعرض مارش والتقرير اللاحق المنشور في مجلة الدفع والقوة ، لاحظ هو و وايت عشرات من micronewons من الدفع في النموذج الأولي لـ EmDrive. للمقارنة ، ينتج محرك سبيس إكس ميرلين حوالي 845000 نيوتن من الدفع عند مستوى سطح البحر. ومع ذلك ، كانت مشكلة Marsh و White تتمثل في أن إعدادهما التجريبي اشتمل على عدة مصادر للتداخل ، لذا لم يتمكنوا من تحديد ما تسبب في التوجه أو التداخل المحدد.

Tymamar ومجموعة دريسدن تستخدم دقيقةنسخة من النموذج الأولي EmDrive المستخدمة في مختبر ناسا. إنه مخروط نحاس مقطوع - مع رأس مقطوع - أقل قليلاً من قدم في الطول. جاء هذا التصميم مع مهندس آخر ، روجر شوير ، الذي وصف EmDrive لأول مرة في عام 2001. أثناء الاختبار ، يتم وضع مخروط EmDrive في غرفة مفرغة. خارج الكاميرا ، يولد الجهاز إشارة ميكروويف تنتقل عبر الكابلات المحورية إلى هوائيات داخل المخروط.

ليست هذه هي المرة الأولى التي يقوم فيها فريق في درسدنمحاولة لقياس قوة غير محسوسة تقريبا. قاموا بإنشاء أجهزة مماثلة للعمل على محركات الأيونات ، والتي تستخدم لوضع الأقمار الصناعية بدقة في الفضاء. تساعد محركات ميكرونوتون هذه الأقمار الصناعية على اكتشاف الظواهر الضعيفة ، مثل موجات الجاذبية. ولكن لدراسة EmDrive ومحركات مماثلة دون وقود ، مطلوب قرار nanonewton.

كان نهج جديد لتطبيق الالتواءالمقاييس ، نوع توازن البندول ، والذي يقيس مقدار عزم الدوران المطبق على محور البندول. تم أيضًا استخدام نسخة أقل حساسية من هذا الرصيد من قبل فريق NASA عندما قرروا أن EmDrive ينتج الرغبة الشديدة. لقياس هذه القوة الصغيرة بدقة ، استخدم فريق دريسدن مقياس تداخل ليزر لقياس الإزاحة المادية لأوزان الميزان التي تنتجها EmDrive. وفقًا لتيمارا ، تتميز مقاييس التواء لديهم بقرص نانويوتوني وتدعم أجهزة الدفع التي تزن عدة كيلوغرامات ، مما يجعل هذه المقاييس الأكثر حساسية من تلك الموجودة.

لكن جداول الدفع الحساسة حقًا غير مرجحةسيكون مفيدًا إذا لم تتمكن من تحديد ما إذا كانت القوة المكتشفة ، وليس مظهرًا من مظاهر التدخل الخارجي. وهناك العديد من التفسيرات البديلة لملاحظات مارش والأبيض. لتحديد ما إذا كان EmDrive ينتج فعليًا قوة دفع ، يجب أن يكون العلماء قادرين على حماية الجهاز من تداخل الحقول المغناطيسية للأرض ، والاهتزازات السيزمية البيئية والتوسع الحراري في EmDrive المرتبط بتسخين الموجات الصغرية.

وفقا لتيمار ، وإجراء تغييرات علىتصميم توازن التواء - للتحكم بشكل أفضل في مزود الطاقة EmDrive وحمايته من الحقول المغناطيسية - سوف يحل عددًا من مشكلات التداخل. كان من الصعب للغاية حل مشكلة "الانجراف الحراري". عندما يتم توفير الطاقة إلى EmDrive ، يتم تسخين وتوسيع المخروط النحاسي ، الأمر الذي يغير مركز ثقله لدرجة أن توازن الالتواء يسجل قوة يمكن أن يخطئ في قوة الدفع. تأمل تيمان وفريقه في أن يساعد تغيير اتجاه المحرك في حل هذه المشكلة.

في خلال 55 تجربة تمار وزملاؤهسجلت ما معدله 3.4 ميكرونوتون القوة من EmDrive ، والتي كانت مشابهة جدا لما وجدوه في ناسا. للأسف ، هذه القوى ، على ما يبدو ، لم تأتِ من اختبار النزوح الحراري. كانوا أكثر تميزا من التمدد الحراري من الاتجاه.

ولكن بالنسبة إلى EmDrive ، لم نفقد الأمل. يعمل Tymar وزملاؤه أيضًا على تطوير نوعين إضافيين من أوزان الدفع ، بما في ذلك توازن التوصيل الفائق ، والذي سيساعد في القضاء على الإنذارات الكاذبة التي تسببها الانجراف الحراري. إذا وجدوا قوة من EmDrive على هذه المقاييس ، فهناك احتمال كبير أن يكون هذا بمثابة دفعة حقيقية. ولكن إذا لم يتم اكتشاف أي موازين ، فهذا يعني أن جميع الملاحظات السابقة لـ EmDrive كانت إيجابية خاطئة. تأمل شركة Tymar في الحصول على حكم نهائي قبل نهاية العام.

ولكن حتى النتائج السلبية لنيعني الجملة ل EmDrive. هناك العديد من أنواع المحركات الأخرى بدون وقود. وإذا طور العلماء شكلاً جديدًا من أشكال الحركة على عبء ضعيف ، فإن مقاييس الجر شديدة الحساسية ستساعد على فصل الخيال عن الواقع.

هل تعتقد أن يعمل EmDrive؟ أخبرنا في محادثتنا في Telegram.