Investigación

El mítico motor espacial finalmente pasa la prueba real.

Desde el nacimiento de la era cósmica, el sueño deel viaje a otro sistema solar se mantuvo en una "restricción de cohetes", que limita gravemente la velocidad y el tamaño de la nave espacial que lanzamos al espacio. Los científicos estiman que incluso el uso de los motores de cohetes más potentes de la actualidad tomará alrededor de 50,000 años para llegar a nuestro vecino interestelar más cercano, Alpha Centauri. Si alguna vez la gente espera ver el amanecer del sol extraterrestre, el tiempo de tránsito debería reducirse significativamente.

¿Funciona un motor EmDrive imposible?

Entre los conceptos avanzados del motor que podríaPara despegar todo, muy pocos causaron tanta emoción y contradicción como EmDrive. Descrito por primera vez hace casi veinte años, EmDrive funciona convirtiendo la electricidad en microondas y dirigiendo esta radiación electromagnética a través de una cámara cónica. En teoría, las microondas pueden ejercer presión sobre las paredes de la cámara y crear suficiente empuje para mover una nave espacial en el espacio. Por el momento, sin embargo, EmDrive existe solo como un prototipo de laboratorio, y aún no está claro si puede generar tracción en absoluto. Si se crea, entonces las fuerzas que no son lo suficientemente fuertes como para ser vistas a simple vista, sin mencionar el movimiento del dispositivo.

Sin embargo, en los últimos años varioslos científicos, incluida la NASA, han afirmado que han producido antojos con EmDrive. Si esto es cierto, estamos esperando uno de los mayores avances en la historia de la exploración espacial. El problema es que el empuje observado en estos experimentos es tan pequeño que es difícil decir si existe.

La solución es desarrollar una herramienta.Quien puede medir estas manifestaciones menores de empuje. Por lo tanto, un equipo de físicos de la Technische Universität Dresden de Alemania decidió crear un dispositivo que solucionara este problema. El proyecto SpaceDrive, dirigido por el físico Martin Tymar, consiste en crear una herramienta tan sensible e inmune a las interferencias que ponga fin a la discusión de una vez por todas. En octubre, Tymar y su equipo presentaron su segundo conjunto de mediciones experimentales de EmDrive en el Congreso Internacional de Astronáutica, y sus resultados se publicarán en Acta Astronautica este agosto. Basándose en los resultados de los experimentos, Tymar dice que la resolución de la saga con EmDrive nos espera en un par de meses.

Muchos científicos e ingenieros no creen en EmDrive,Porque viola las leyes de la física. Las microondas que empujan las paredes de la cámara EmDrive parecen generar un empuje ex nihilo, es decir, de la nada, que va en contra de la preservación de la acción del impulso y no contraataque. Los partidarios de EmDrive, a su vez, buscan respuestas en interpretaciones inteligentes de la mecánica cuántica, tratando de entender cómo podría funcionar EmDrive sin violar la física newtoniana. "Desde un punto de vista teórico, nadie lo toma en serio", dice Tymar. Si EmDrive es capaz de generar antojos, como afirman algunos grupos, "nadie tiene idea de dónde viene". Cuando la ciencia tiene una brecha teórica de esta magnitud, Tymar solo ve una manera de cerrarla: la experimental.

A finales de 2016, Tymar y otros 25 físicos.se reunieron en Estes Park, Colorado, para la primera conferencia EmDrive y sistemas de motores exóticos relacionados. Uno de los discursos más interesantes fue el de Paul Marsh, un físico del laboratorio Eagleworks de la NASA, en el que él y su colega Harold White probaron varios prototipos de EmDrive. Según la presentación de Marsh y el informe posterior publicado en el Journal of Propulsion and Power, él y White observaron varias docenas de micronewons de empuje en su prototipo EmDrive. Para comparación, un solo motor SpaceX Merlin produce aproximadamente 845,000 newtons de empuje al nivel del mar. Sin embargo, el problema para Marsh y White era que su configuración experimental incluía varias fuentes de interferencia, por lo que no podían decir con seguridad qué causó el empuje o la interferencia específica.

Tymamar y el grupo de Dresden utilizaron precisauna copia del prototipo EmDrive utilizado en el laboratorio de la NASA. Es un cono de cobre truncado, con una parte superior recortada, un poco menos de un pie de largo. Este diseño surgió con otro ingeniero, Roger Scheuer, quien describió por primera vez EmDrive en 2001. Durante la prueba, el cono EmDrive se coloca en una cámara de vacío. Fuera de la cámara, el dispositivo genera una señal de microondas que se transmite a través de cables coaxiales a las antenas dentro del cono.

Esta no es la primera vez que un equipo en Dresden.Tratando de medir una fuerza casi imperceptible. Crearon dispositivos similares para trabajar en motores iónicos, que se utilizan para posicionar con precisión los satélites en el espacio. Estos motores de micronewton ayudan a los satélites a detectar fenómenos débiles, como las ondas gravitacionales. Pero para estudiar EmDrive y motores similares sin combustible, se requiere una resolución de nanonewton.

Un nuevo enfoque fue aplicar la torsión.escalas, tipo de equilibrio del péndulo, que mide la cantidad de torsión aplicada al eje del péndulo. El equipo de la NASA también usó una versión menos sensible de este equilibrio cuando decidieron que EmDrive estaba produciendo antojos. Para medir con precisión esta pequeña fuerza, el equipo de Dresden usó un interferómetro láser para medir el desplazamiento físico de los pesos de balance producidos por EmDrive. Según Taymara, sus escalas de torsión tienen una resolución de nanonewton y apoyan propulsores de varios kilogramos, lo que hace que estas escalas sean las más sensibles de las existentes.

Pero las escalas de empuje realmente sensibles son poco probables.será útil si no puede determinar si la fuerza detectada, y no una manifestación de intervención externa. Y hay muchas explicaciones alternativas para las observaciones de Marsh y White. Para determinar si EmDrive realmente produce empuje, los científicos deben poder proteger el dispositivo de la interferencia de los campos magnéticos de la Tierra, las vibraciones sísmicas ambientales y la expansión térmica de EmDrive asociada con el calentamiento por microondas.

Según Taymar, hacer cambios aEl diseño del equilibrio de torsión (para controlar mejor la fuente de alimentación EmDrive y protegerla de los campos magnéticos) resolverá una serie de problemas de interferencia. Fue mucho más difícil resolver el problema de la "deriva térmica". Cuando se suministra energía al EmDrive, el cono de cobre se calienta y se expande, lo que desplaza tanto su centro de gravedad que el balance de torsión registra una fuerza que puede confundirse con una fuerza de empuje. Taiman y su equipo esperaban que cambiar la orientación del motor ayudaría a resolver este problema.

En el transcurso de 55 experimentos Tymar y sus colegas.registraron un promedio de 3.4 fortalezas de micronewton de EmDrive, que fue muy similar a lo que encontraron en la NASA. Por desgracia, estas fuerzas, al parecer, no llegaron a la prueba del desplazamiento térmico. Eran más característicos de la expansión térmica que del empuje.

Pero para EmDrive, la esperanza no se pierde. Tymar y sus colegas también están desarrollando dos tipos adicionales de pesos de empuje, incluido el equilibrio superconductor, que ayudará a eliminar las falsas alarmas causadas por la deriva de calor. Si encuentran fuerza de EmDrive en estas escalas, existe una alta probabilidad de que esto sea realmente un impulso. Pero si no se detectan escalas, significará que todas las observaciones anteriores de EmDrive fueron falsas positivas. Tymar espera obtener un veredicto final antes de fin de año.

Pero incluso los resultados negativos no lo haránfrase media para EmDrive. Hay muchos otros tipos de motores sin combustible. Y si los científicos alguna vez desarrollan una nueva forma de movimiento en una carga débil, las escalas de tracción supersensibles ayudarán a separar la ficción de la realidad.

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