Mitski svemirski motor konačno prolazi pravi test

Od rođenja kozmičkog doba, san oputovanje u drugi solarni sustav zadržano je u "raketnom ograničenju", što ozbiljno ograničava brzinu i veličinu letjelice koju lansiramo u svemir. Znanstvenici procjenjuju da će čak i upotreba najmoćnijih raketnih motora danas potrajati oko 50.000 godina da bi došli do našeg najbližeg međuzvjezdanog susjeda, Alpha Centauri. Ako se ljudi ikada nadaju da će vidjeti izlazak sunca izvanzemaljaca, vrijeme tranzita trebalo bi značajno smanjiti.

Radi li nemogući EmDrive motor?

Među naprednim konceptima motora koji bi moglida bi sve to uklonilo sa zemlje, vrlo je malo njih izazvalo uzbuđenje - i proturječnost - kao EmDrive. Prvi put opisan prije gotovo dvadeset godina, EmDrive djeluje pretvarajući električnu energiju u mikrovalove i usmjeravajući to elektromagnetsko zračenje kroz koničnu komoru. U teoriji, mikrovalovi mogu vršiti pritisak na zidove komore i stvoriti dovoljan potisak za kretanje svemirske letjelice u prostoru. U ovom trenutku, međutim, EmDrive postoji samo kao laboratorijski prototip, a još uvijek nije jasno može li uopće generirati trakciju. Ako se stvori, onda sile koje nisu dovoljno jake da se vide golim okom, da ne spominjemo pomicanje uređaja.

Međutim, u posljednjih nekoliko godina nekolikoznanstvenici, uključujući i NASA, tvrdili su da su uspješno proizveli želju za EmDriveom. Ako je to istina, čekamo jedan od najvećih otkrića u povijesti istraživanja svemira. Problem je u tome što je potisak uočen u ovim eksperimentima toliko mali da je teško reći da li uopće postoji.

Rješenje je razviti alatkoji može mjeriti ove manje manifestacije potiska. Stoga je tim fizičara s njemačkog Technische Universität Dresden odlučio stvoriti uređaj koji će riješiti taj problem. Projekt SpaceDrive, predvođen fizičarom Martinom Tymar, je stvoriti tako osjetljiv i imun na interferenciju alat koji će jednom zauvijek okončati raspravu. U listopadu, Tymar i njegov tim predstavili su svoj drugi set eksperimentalnih mjerenja EmDrivea na Međunarodnom astronautičkom kongresu, a njihovi rezultati bit će objavljeni u Acta Astronautici ovog kolovoza. Na temelju rezultata eksperimenata, Tymar kaže da nas rješenje sage s EmDriveom čeka za nekoliko mjeseci.

Mnogi znanstvenici i inženjeri ne vjeruju u EmDrive,jer krši zakone fizike. Čini se da mikrovalovi koji guraju zidove EmDrive komore stvaraju ex nihilo potisak, to jest, iz ničega, što je protivno očuvanju impulsa - djelovanja i bez protivljenja. Podupiratelji EmDrivea, pak, traže odgovore u pametnim tumačenjima kvantne mehanike, pokušavajući shvatiti kako EmDrive može raditi bez kršenja newtonske fizike. "S teoretskog gledišta to nitko ne shvaća ozbiljno", kaže Tymar. Ako je EmDrive sposoban generirati žudnju, kao što tvrde neke grupe, "nitko nema pojma odakle dolazi." Kada znanost ima teoretski jaz takve veličine, Tymar vidi samo jedan način da ga zatvori: eksperimentalni.

Krajem 2016. godine Tymar i još 25 fizičaraokupili su se u Estes Parku, Colorado, za prvu EmDrive konferenciju i povezane egzotične motorne sustave. Jedan od najzanimljivijih govora izradio je Paul Marsh, fizičar iz laboratorija NASA Eagleworks, u kojem su on i njegov kolega Harold White testirali različite prototipove EmDrivea. Prema Marshovoj prezentaciji i naknadnom izvješću objavljenom u Journal of Propulsion and Power, on i White promatrali su nekoliko desetaka mikronova potiska u prototipu EmDrive. Za usporedbu, jedan SpaceX Merlin motor proizvodi oko 845.000 newtona potiska na razini mora. Međutim, problem za Marsh i White bio je u tome što je njihova eksperimentalna postavka uključivala nekoliko izvora smetnji, tako da nisu mogli sa sigurnošću reći što je uzrokovalo potisak ili specifične smetnje.

Tymamar i Dresdenska skupina koristili su točne podatkekopiju prototipa EmDrive koji se koristi u NASA laboratoriju. To je skraćeni bakreni konus - s odrezanim vrhom - nešto manje od metra u dužinu. Ovaj dizajn je došao s još jednim inženjerom, Roger Scheuer, koji je prvi put opisao EmDrive 2001. godine. Tijekom ispitivanja, EmDrive konus se postavlja u vakuumsku komoru. Izvan kamere uređaj generira mikrovalni signal koji se prenosi preko koaksijalnih kabela na antene unutar konusa.

Ovo nije prvi put da tim u Dresdenupokušavajući izmjeriti gotovo neprimjetnu silu. Stvorili su slične uređaje za rad na ionskim motorima, koji se koriste za precizno pozicioniranje satelita u prostoru. Ti motori s novom tehnologijom pomažu satelitima da otkriju slabe fenomene, kao što su gravitacijski valovi. No, za proučavanje EmDrive-a i sličnih motora bez goriva, potrebna je rezolucija nanonewtona.

Novi pristup bio je primijeniti torzijuvage, vrsta klatna, koja mjeri količinu zakretnog momenta koji se primjenjuje na os klatna. Manje osjetljivu verziju te ravnoteže upotrijebio je i NASA-in tim kada su odlučili da EmDrive proizvodi želju. Da bi točno izmjerili ovu malu silu, Dresdenov tim je koristio laserski interferometar za mjerenje fizičkog pomaka balansnih težina koje je proizveo EmDrive. Prema Taymari, njihove torzijske vage imaju rezoluciju od nano-tonova i podržavaju potisnike težine nekoliko kilograma, što čini ove skale najosjetljivijima od postojećih.

Ali vrlo osjetljive skale potiska nisu vjerojatneće biti korisno ako ne možete utvrditi je li otkrivena sila, a ne manifestacija vanjske intervencije. Postoje i mnoga alternativna objašnjenja za opažanja Marsh i White. Kako bi se utvrdilo da li EmDrive zapravo proizvodi potisak, znanstvenici moraju biti u stanju zaštititi uređaj od interferencije Zemljinih magnetskih polja, seizmičkih vibracija u okolišu i EmDrive toplinskog širenja povezane s mikrovalnim grijanjem.

Prema Taymaru, napravite promjenekonstrukcija torzijske vage - kako bi se bolje kontroliralo napajanje EmDrive-om i zaštitilo od magnetskih polja - riješit će niz problema s interferencijom. Bilo je mnogo teže riješiti problem "toplinskog drifta". Kada se napajanje emitira, bakreni konus se zagrijava i širi, što pomiče centar težišta tako da torzijska vaga bilježi silu koja se može zamijeniti s potisnom silom. Taiman i njegov tim su se nadali da će promjena orijentacije motora pomoći u rješavanju ovog problema.

Tijekom 55 pokusa Tymar i njegove kolegeu prosjeku je zabilježio 3,4 jakosti mikronovog uboda iz EmDrivea, što je vrlo slično onome što su pronašli u NASA-i. Jao, te snage, očito, nije došao test toplinskog pomaka. Bili su više karakteristični za toplinsku ekspanziju nego za potisak.

Ali za EmDrive, nada nije izgubljena. Tymar i njegove kolege također razvijaju dvije dodatne vrste utega, uključujući i supravodljivu ravnotežu, koje će pomoći u eliminiranju lažnih alarma uzrokovanih toplinom. Ako na ovim ljestvicama pronađu snagu iz EmDrive-a, postoji velika vjerojatnost da je to stvarno poticaj. Ali ako se ne otkriju skale, to će značiti da su sva prethodna zapažanja o EmDriveu bila lažno pozitivna. Tymar se nada da će dobiti konačnu presudu prije kraja godine.

Ali čak ni negativni rezultati nećeznači kazna za EmDrive. Postoje mnogi drugi tipovi motora bez goriva. A ako znanstvenici ikada razviju novi oblik kretanja na slabom opterećenju, supersenzitivne vučne vage pomoći će odvojiti fikciju od činjenice.

Vjerujete li da EmDrive radi? Recite nam u našem chatu u Telegramu.