Reklama.
Reklama.
Reklama.
Ludzkość będzie musiała zweryfikować prawa fizyki? NASA potwierdza istnienie silnika, który nie powinien działać
Gdy w 2000 roku brytyjski naukowiec Roger Shawyer ogłosił, że udało mu się opracować silnik EmDrive, przeczący – na pierwszy rzut oka – prawu zachowania pędu, nikt nie potraktował go poważnie. 9 lat później prototyp napędu postanowili zbudować chińscy badacze, którzy potwierdzili działanie urządzenia. W tym roku z kolei specjaliści z NASA w końcu uznali, że... „u nich też działa”.
Reklama.
Przeczy prawom fizyki?
Choć rodzajów napędów gwiezdnych udało się opracować już kilka, a jeszcze więcej pomysłów pozostaje póki co w notatnikach genialnych fizyków, wszystkie je łączy jeden istotny fakt: każdy silnik potrzebuje do działania gazu pędnego, który powoduje odrzut statku. Rewolucyjne odkrycie Shawyera ma sprawić, że zasadę tę uda się pominąć, łamiąc przy tym, teoretycznie, jedno z podstawowych praw fizyki o zachowaniu pędu.
Choć rodzajów napędów gwiezdnych udało się opracować już kilka, a jeszcze więcej pomysłów pozostaje póki co w notatnikach genialnych fizyków, wszystkie je łączy jeden istotny fakt: każdy silnik potrzebuje do działania gazu pędnego, który powoduje odrzut statku. Rewolucyjne odkrycie Shawyera ma sprawić, że zasadę tę uda się pominąć, łamiąc przy tym, teoretycznie, jedno z podstawowych praw fizyki o zachowaniu pędu.
Naukowiec, który do pracy nad swoim wynalazkiem powołał firmę Satellite Propulsion Research, a w przeszłości opracowywał projekt europejskiego systemu nawigacji satelitarnej (konkurencyjny dla amerykańskiego GPS-a, Galileo) utrzymuje, że napęd statków kosmicznych z EmDrive będzie generowany bezpośrednio z energii elektrycznej, nie emitując gazu pędnego.
Hipotetycznie zakładając, że powstanie takiego urządzenia jest możliwe, statek kosmiczny nie musiałby wyrzucać z dysz ogromnej ilości gazów, by oderwać się od ziemi i utrzymywać prędkość w próżni.
W skrócie, EmDrive ma opierać swoje działanie na zjawisku ciśnienia promieniowania.
Według Shawyera, różnica między prędkością fal na przeciwległych końcach stożkowatego silnika wygeneruje ciśnienie promieniowania, a w efekcie - siłę wystarczającą do wytworzenia ciągu.
W silniku jeden z jego końców jest szerszy od drugiego, a odpowiednie wymiary mają gwarantować, że fale elektromagnetyczne będą rezonować z odpowiednią długością. Chodzi o to, by fale idące w kierunku szerszego końca przyspieszały, natomiast w kierunku przeciwnym – zwalniały.
System taki jest zamknięty – stąd podejrzenia o łamanie prawa zachowania pędu. Jak jednak twierdzi Shawyer, silnik ma inny układ odniesienia, niż fale w jego wnętrzu – dlatego teoretycznie powinien być zgodny z teorią względności Einsteina (szczególna teoria względności zakłada, że przy prędkościach dochodzących do prędkości światła musimy używać osobnych układów odniesienia).
NASA nie może dłużej zwlekać
Doniesienia o powstaniu i weryfikacji testów silnika pojawiły się już w zeszłym roku, ale media dokonały nadinterpretacji; to nie NASA potwierdziła działanie EmDrive, a badacze stojący na serwisem NASASpaceFlight.com – mimo (zapewne nieprzypadkowej) zbieżności nazwy, nie mający nic wspólnego z największą agencją kosmiczną na świecie.
Doniesienia o powstaniu i weryfikacji testów silnika pojawiły się już w zeszłym roku, ale media dokonały nadinterpretacji; to nie NASA potwierdziła działanie EmDrive, a badacze stojący na serwisem NASASpaceFlight.com – mimo (zapewne nieprzypadkowej) zbieżności nazwy, nie mający nic wspólnego z największą agencją kosmiczną na świecie.
Nie minęło jednak kilka miesięcy, gdy amerykański naukowiec Guido Fetta stworzył własny EmDrive – Cannae Drive – i skłonił NASA do jego przetestowania. Podczas konferencji 50th Joint Propulsion Conference w Ohio pod koniec lipca 2014 roku, ogłoszono wyniki, opracowane przez 5 badaczy z Johnson Space Center.
Szczególną uwagę zwrócono na testy, które miały wyeliminować ryzyko wpływu aparatury testowej na sam napęd. I choć w warunkach laboratoryjnych udało się wytworzyć ciąg rzędu raptem 30-50 mikroniutonów (a więc ponad tysiąc razy mniejszy, niż w urządzeniu skonstruowanym na wzór Shawyera w Chinach), naukowcy przekonali się, że napęd działa.
W kwietniu 2015 roku NASA obaliła wątpliwości dotyczące pierwszego testu EmDrive, jakie pojawiły się po pierwszych testach – że uzyskany ciąg pochodził z naturalnego ruchu konwekcyjnego powietrza ogrzewanego promieniowaniem mikrofalowym wykorzystywanym w silniku. Biorący udział w testach inżynier Paul March potwierdził, że ciąg pojawił się także w próżni.
Co dalej?
Wyniki badań są obiecujące, ale świat naukowy podchodzi do nich z dystansem. Jeśli EmDrive nie zostanie zakwestionowany, będzie mógł osiągać 9,4 proc. prędkości światła, o ile napędzany nim statek wyposażono by w przenośny reaktor atomowy o mocy od 1 do 100 MW. Wiadomo jednak, że taka technologia już istnieje.
Wyniki badań są obiecujące, ale świat naukowy podchodzi do nich z dystansem. Jeśli EmDrive nie zostanie zakwestionowany, będzie mógł osiągać 9,4 proc. prędkości światła, o ile napędzany nim statek wyposażono by w przenośny reaktor atomowy o mocy od 1 do 100 MW. Wiadomo jednak, że taka technologia już istnieje.
Zresztą, wyposażenie statku już w 2-megawatowy generator umożliwiłoby wysłanie misji załogowej na Marsa w 70 dni. Lot na Saturna trwałby 9 miesięcy, zaś do najbliższej nam gwiazdy (prócz Słońca), Alfa Centauri, lecielibyśmy 92 lata; zakładając, że po drodze nie byłyby wykonywane żadne badania, by nie zwalniać statku. Dla porównania – korzystając z obecnie istniejących napędów, podróż zajęłaby tysiące lat.
Nie wspominając o tym, że wycieczka na Księżyc trwałaby mniej więcej tyle, ile przejazd Pendolino z Warszawy do Gdańska.
Kolejne testy, które przeprowadzone zostaną jeszcze w tym roku, mają sprawdzić, od czego zależy spadek wydajności EmDrive, który pojawia się po przekroczeniu 50 kW mocy wejściowej.
Być może jednak największym problemem w całej tej sprawie jest fakt, że do tej pory nikt, prócz samego wynalazcy silnika, nie udokumentował odkrycia - nikt tak do końca nie wie, dlaczego silnik działa. Jak twierdzi "Wired", być może w ciągu najbliższej dekady będziemy musieli zrewidować nasze pojęcie na temat praw fizyki, co z kolei prowadzić będzie do bardzo szerokiej zmiany myślenia o otaczającym nas Wszechświecie.
Szczegółowe informacje i objaśnienia działania silnika znajdują się na stronie Satellite Propulsion Research.
Napisz do autora: daniel.kotlinski@innpoland.pl
Reklama.
GEEKWEEK.PLPromieniowanie elektromagnetyczne, po zaabsorbowaniu, odbiciu lub rozproszeniu wytwarza po prostu ciśnienie odpowiadające gęstości energii strumienia pola podzielonej przez prędkość światła - a tym samym generuje pewną, bardzo niewielką siłę. Tak zwana prędkość grupowa fali elektromagnetycznej i tym samym generowana przez nią siła, może zależeć od geometrii falowodu, w którym się ona rozchodzi (co zostało udowodnione już w latach 50 XX wieku). Czytaj więcej
NASA Technical Reports ServerTesty wykazały, że projekt napędu z radiową komorą rezonansową, który jest unikatowym napędem elektrycznym, wytwarza siłę, której nie można odnieść do żadnego klasycznego fenomenu elektromagnetycznego, a zatem jest potencjalnym dowodem na interakcję z wirtualną plazmą próżni kwantowej. Czytaj więcej