מנוע החלל המיתי עובר סוף סוף את המבחן האמיתי

מאז הלידה של עידן החלל, החלום שלהנסיעה למערכת סולארית אחרת נשמרה ב"ריסון טילים ", אשר מגביל מאוד את המהירות והגודל של החללית שאנו משיקים לחלל. מדענים מעריכים כי גם באמצעות מנועי הטילים החזקים ביותר כיום יידרשו כ -50 אלף שנה להגיע אל השכן הבין כוכבי הקרוב ביותר שלנו, אלפא קנטאורי. אם אנשים אי פעם מקווה לראות את הזריחה של השמש זר, זמן המעבר צריך להיות מופחת באופן משמעותי.

האם פועל מנוע EMDrive בלתי אפשרי?

בין המושגים המתקדמים של המנוע שיכולכדי לקבל את כל זה על הקרקע, מעטים מאוד גרמו התרגשות רבה - וסתירה - כמו EmDrive. תיאר לראשונה לפני כמעט עשרים שנה, EmDrive עובד על ידי המרת חשמל למיקרוגל ובימוי זה קרינה אלקטרומגנטית דרך חדר חרוטי. בתיאוריה, מיקרוגל יכול להפעיל לחץ על קירות החדר וליצור דחף מספיק כדי להזיז חללית בחלל. כרגע, עם זאת, EmDrive קיים רק כאב טיפוס אב טיפוסי, ועדיין לא ברור אם הוא יכול ליצור מתיחה בכלל. אם זה יוצר, אז את הכוחות שאינם חזקים מספיק כדי להיראות בעין בלתי מזוינת, שלא לדבר על הזזת המכשיר.

עם זאת, בשנים האחרונות כמהמדענים, כולל NASA, טענו כי הם יצרו בהצלחה תשוקות עם EmDrive. אם זה נכון, אנחנו מחכים לאחת הפריצות הגדולות ביותר בהיסטוריה של חקר החלל. הבעיה היא שהדחף שנצפה בניסויים האלה הוא כל כך קטן, שקשה לומר אם הוא קיים בכלל.

הפתרון הוא לפתח כלישיכולים למדוד את התופעות הקטנות האלה של דחף. לכן, צוות של פיסיקאים מן הגרמני Technische Universität דרזדן החליט ליצור מכשיר שיפתור את הבעיה. פרויקט SpaceDrive, שבראשו עומד הפיזיקאי מרטין טימר, הוא ליצור כלי רגיש וחסין בפני התערבות שתשים קץ לדיון אחת ולתמיד. באוקטובר, טימר וצוותו הציגו את קבוצת המדידות הניסויית השנייה של EmDrive בקונגרס האסטרונאוטי הבינלאומי, והתוצאות שלהם יפורסמו באקטא אסטרונאוטיקה באוגוסט. בהתבסס על תוצאות ניסויים, טימר אומר כי הפתרון של הסאגה עם EmDrive מחכה לנו בעוד כמה חודשים.

מדענים ומהנדסים רבים אינם מאמינים ב- EmDrive,כי זה מפר את חוקי הפיסיקה. גלי המיקרוגל שדוחפים את קירות החדר של אמדרייב יוצרים לכאורה דחף ניהילי לשעבר, כלומר, מכלום, אשר נוגד את שימור הדחף - פעולה וללא תגובה. תומכי EmDrive, בתורם, מחפשים תשובות בפרשנויות חכמות של מכניקת הקוונטים, מנסים להבין איך EmDrive יכול לעבוד מבלי להפר את הפיזיקה הניוטונית. "מנקודת מבט תיאורטית, אף אחד לא לוקח את זה ברצינות", אומר טימר. אם EmDrive מסוגלת לייצר תשוקות, כפי שטוענות כמה קבוצות, "לאף אחד אין מושג מאיפה הוא בא". כאשר למדע יש פער תיאורטי בסדר גודל כזה, טימר רואה רק דרך אחת לסגור אותו: ניסיוני.

בסוף שנת 2016, טימר ו -25 פיסיקאים אחריםנאספו בפארק אסטס, קולורדו, עבור הוועידה הראשונה EMDrive ומערכות מנוע אקזוטיים קשורים. אחד הנאומים המעניינים ביותר נעשה על ידי פול מארש, פיסיקאי במעבדת נאס"א איגלורקס, שבו הוא ועמיתו הרולד וייט בדקו אבטי טיפוס שונים של EmDrive. על פי מצגתו של מארש והדוח שפורסם בעיתון ההנעה והעוצמה, הוא ווייט צפו בכמה עשרות מיקרוניונים של אב-טיפוס באב הטיפוס שלהם. לשם השוואה, אחד SpaceX מרלין מנוע מייצרת כ 845,000 ניוטון של דחף בים ברמה. עם זאת, הבעיה עבור מארש ווייט היתה כי ההתקנה הניסויית שלהם כללה מספר מקורות של הפרעה, ולכן הם לא יכלו לומר בוודאות מה גרם דחף או הפרעה ספציפית.

טימר וקבוצת דרזדן השתמשו במדויקעותק של האב טיפוס EMDrive המשמש במעבדה נאס"א. זהו קונוס נחושת חתוך - עם חתך למעלה - קצת פחות מ אורך של רגל. עיצוב זה בא עם מהנדס אחר, רוג'ר Scheuer, שתיאר לראשונה EmDrive בשנת 2001. במהלך הבדיקה, החרוט EmDrive ממוקם בחדר ואקום. מחוץ למצלמה, המכשיר מייצר אות מיקרוגל אשר מועבר על גבי כבלים קואקסיאליים לאנטנות בתוך קונוס.

זו לא הפעם הראשונה שצוות בדרזדןמנסה למדוד כוח כמעט בלתי מורגש. הם יצרו מכשירים דומים לעבוד על מנועי יון, אשר משמשים למיקום מדויק לוויינים בחלל. אלה מנועי micronewton לסייע לוויינים לזהות תופעות חלשות, כגון גלי כבידה. אבל כדי ללמוד EmDrive ומנועים דומים ללא דלק, רזולוציה nanonewton נדרש.

גישה חדשה היתה ליישם פיתולסולמות, סוג איזון המטוטלת, אשר מודד את כמות מומנט להחיל את הציר של המטוטלת. גרסה פחות רגישה של איזון זה שימשה גם את צוות NASA כאשר הם החליטו כי EmDrive היה לייצר תשוקות. כדי למדוד במדויק את כוח קטן זה, צוות דרזדן השתמש אינטרפרומטר לייזר למדוד את התזוזה הפיזית של משקולות האיזון המיוצר על ידי EmDrive. לדברי Taymara, סולמות פיתול שלהם יש nanonewton רזולוציה ותומכים תמיכה במשקל כמה קילוגרמים, מה שהופך את המאזניים האלה הרגישים ביותר של הקיימים.

אבל קשקשים רגיש מאוד רגיש צפוייםיהיה שימושי אם אתה לא יכול לקבוע אם הכוח זוהה, ולא ביטוי של התערבות חיצונית. ויש הרבה הסברים חלופיים לתצפיות של מארש ווייט. כדי לקבוע אם EmDrive אכן מייצרת דחף, המדענים חייבים להיות מסוגלים להגן על המכשיר מפני הפרעה של שדות מגנטיים של כדור הארץ, תנודות סייסמיות סביבתי והתרחבות תרמית EmDrive הקשורים חימום מיקרוגל.

לדברי טיימר, ביצוע שינוייםאת העיצוב איזון פיתול - כדי לשלוט טוב יותר את אספקת החשמל EmDrive ולהגן עליו מפני שדות מגנטיים - יפתור מספר בעיות הפרעה. זה היה הרבה יותר קשה לפתור את הבעיה של "נסחף תרמית". כאשר הכוח מסופק ל- EmDrive, חרוט הנחושת מתחמם ומתרחב, מה שמשנה את מרכז הכובד שלו עד כדי כך שהאיזון פיתול רושם כוח שיכול לטעות בכוח דחיפה. טימן וצוותו קיוו כי שינוי כיוון המנוע יסייע בפתרון בעיה זו.

במהלך 55 ניסויים טימר ועמיתיורשם ממוצע של 3.4 מיקרון נקודות מ EmDrive, אשר היה דומה מאוד למה שהם מצאו נאס"א. למרבה הצער, כוחות אלה, ככל הנראה, לא בא את המבחן של עקירה תרמית. הם היו אופייניים יותר להתפשטות תרמית מאשר דחף.

אבל עבור EmDrive, התקווה לא הולכת לאיבוד. Tymar ועמיתיו מפתחים גם שני סוגים נוספים של משקולות דחף, כולל איזון מוליך, אשר יסייע לחסל אזעקות שווא שנגרמו על ידי סחף החום. אם הם מוצאים כוח מ EmDrive על קשקשים אלה, יש סבירות גבוהה כי זה באמת דחיפה. אבל אם לא מזוהים קשקשים, זה אומר שכל התצפיות הקודמות של EmDrive היו חיוביות כוזבות. טימר מקווה לקבל פסק דין סופי לפני סוף השנה.

אבל גם תוצאות שליליות לאמשפט ממוצע עבור. ישנם סוגים רבים אחרים של מנועי ללא דלק. ואם מדענים יפתחו אי פעם צורה חדשה של תנועה על נטל חלש, סולמות המתיחות החריגות יעזרו להפריד בין בדיה לבין עובדה.

האם אתה מאמין ש- EmDrive פועל? ספר לנו בצ'אט שלנו בטלגרם.