EmDrive

EmDrive  är ett framdrivningssystem som består av en magnetron och en resonator , som först föreslogs av den brittiske ingenjören Roger Scheuer 1999 [1] . Enligt moderna vetenskapliga idéer är det inte genomförbart [2] . Högprecisionsmätningar 2021 har äntligen bevisat att EmDrive-installationen inte skapar någon dragkraft [3] .

EmDrive-enhet

Magnetronen som används i installationen genererar mikrovågor , energin från deras svängningar ackumuleras i en högkvalitativ resonator , och enligt författaren är en stående våg av elektromagnetiska svängningar i en sluten resonator med speciell form en dragkraftskälla [ 4] . Utanför resonatorn sänds inte bara materia ut utan även elektromagnetisk strålning [5] ; EmDrive är med andra ord inte en fotonisk enhet . Men även om mikrovågorna som genereras av magnetronen strålade helt i en riktning, skulle den resulterande dragkraften vara betydligt mindre än den påstådda dragkraften från EmDrive [5] .

Frånvaron av en förbrukningsbar arbetsvätska i denna motor bryter uppenbarligen mot lagen om bevarande av momentum [8] [9] [10] , och författarna till utvecklingen har inte föreslagit någon allmänt accepterad förklaring till denna motsägelse - Scheuer publicerade själv en oreonerad arbeta med en förklaring, men fysiker noterar att teorin om strålningstryck är mer komplex än den förenklade apparaten som används av Scheuer, och hans förklaringar är i allmänhet motsägelsefulla [10] [11] .

EmDrive vetenskapligt

Teoretisk fysik förutspår att EmDrive inte kan användas och alla positiva experimentella resultat kan bara vara mätartefakter , eftersom funktionsdugligheten för EmDrive skulle strida mot lagen om bevarande av momentum .

Olika teoretiska förklaringar har föreslagits för det påstådda faktumet av EmDrive:s funktionsduglighet, som dock motsäger de idéer som etablerats inom fysiken om naturen hos vakuum , tröghet och elektromagnetiska vågor [12] [10] .

Experimentell verifiering

Experimentella data under lång tid gav inte en entydig bekräftelse eller vederläggning av prestandan hos en sådan installation, vilket bland annat berodde på den lilla storleken på den förväntade effekten, jämförbar med mätfelen [13] [14] . Fysiker förklarade de få positiva resultat som erhållits av experimentörer med fel i experiment [15] . Den enda oberoende studie som publicerades i en vetenskaplig tidskrift som visade ett positivt resultat var ett experiment 2016 av Eagleworks- gruppen , där många källor till möjliga fel eliminerades [16] . Arbetet av en vetenskaplig grupp från Dresdens tekniska universitet visade dock att dragkraften som upptäcks under EmDrive-tester uppstår på grund av påverkan av yttre faktorer, och inte på grund av själva enheten [17] [3] . Högprecisionsmätningar av EmDrive-installationen, utförda av Dresden Scientific Group 2021, ökade noggrannheten av resultaten från tidigare mätningar med mer än tre storleksordningar, ingen dragkraft upptäcktes [18] .

Växttillverkare

Den brittiske  rymdingenjören Roger John Shawyer introducerade EmDrive först 1999 [1] . I december 2002 presenterade Scheuer-grundade Satellite Propulsion Research den första påstådda fungerande prototypen , som utvecklade en kraft på 0,02  N [19] [20] [21] . I oktober 2006 visade samma företag en prototyp med en påstådd dragkraft på 0,1 N [22] . 2015 presenterades en annan version av EMDrive med en supraledande kavitet [4] .

Under perioden 2006-2011 . Det amerikanska företaget Cannae LLC , under ledning av Guido Fetta, skapade Cannae Drive (även känd som Q-drive), en motor för vilken en liknande funktionsprincip hävdades [23] [24] [25] .

Yang Juan Group (Northwestern Polytechnic University)

Under perioden 2008-2010 . vid det kinesiska Northwestern Polytechnic University , under ledning av professor Yang Juan, skapades en prototyp som påstås utveckla en kraft på 0,72 N [26] [27] . År 2016 motbevisades resultaten av den här artikeln av dess författare, eftersom ett fel hittades i mätningarna, efter att ha korrigerat vilket den uppmätta dragkraften låg inom mätbruset, och Yang Juan tog inte upp detta ämne i framtiden [28] [29] .

The Harold White Band (Eagleworks)

Sedan 2013 har "Cannae Drive"-motorn testats på Eagleworks laboratorium . Detta laboratorium verkar vid Johnson Space Center under överinseende av NASA med en relativt liten budget på $50 000 per år och är specialiserat på studier av teknologier som motsäger konventionella vetenskapliga idéer [30] . Arbetet utfördes under ledning av Harold White . White trodde att en sådan resonator skulle kunna fungera genom att skapa en virtuell plasmatoroid som implementerar dragkraft med hjälp av magnetohydrodynamik i kvantvakuumsvängningar [ 31] .

Under experimenten 2013-2014 erhölls ett onormalt resultat - en dragkraft på cirka 0,0001 N [32] [33] [34] . Testet utfördes på en torsionspendel med låg kraft som kan detektera krafter på tiotals mikronewton i en vakuumkammare av rostfritt stål vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck [32] . Resonatorn testades vid mycket låg effekt ( 50 gånger mindre än Scheuer-experimentet 2002), men nettodragkraften i fem körningar var 91,2 µN med en ineffekt på 17 W. Den kortsiktiga maximala dragkraften var 116 µN vid samma effekt [32] .

Publiceringen av arbetet av Eagleworks har lett till att EmDrive ibland beskrivs som "testat av NASA", även om myndighetens officiella ståndpunkt är att "det är ett litet projekt som ännu inte har lett till praktiska resultat" [35] .

I november 2016 publicerades arbetet [7] av ingenjörerna från NASA Eagleworks laboratorium, där många källor till möjliga fel togs i beaktande och eliminerades, EmDrive-dragkraften mättes och en slutsats gjordes om funktionaliteten av detta installation. Enligt denna artikel kunde motorn utveckla en dragkraft på 1,2 ± 0,1 mN/kW i vakuum med effekter på 40, 60 och 80 watt . Artikeln antar att motorns prestanda kan förklaras med hjälp av pilotvågsteori [36] [37] .

Martin Taimar Group (Dresden University of Technology)

I juli 2015 genomfördes tester under ledning av Martin Taimar vid Dresdens tekniska universitet [38] [20] . Resultaten bekräftade inte, men motbevisade inte prestandan hos EmDrive [39] [40] .

Under 2018 publicerades nya resultat från Martin Taimar-gruppen, enligt vilka dragkraften som observerades i experimenten med EmDrive (inklusive, uppenbarligen, experimenten från Eagleworks-gruppen) är mer förknippad med otillräcklig avskärmning av installationen från jordens magnetfält än med själva framdrivningssystemet: mätningar visade närvaron av en liten dragkraft i samma riktning även när orienteringen av installationen ändrades eller de elektromagnetiska vågorna som kom in i kaviteten undertrycktes [41] .

Ytterligare tester av Taimars grupp visade slutligen att EmDrive inte genererade dragkraft [3] .

Påstådda kinesiska tester i rymden

I december 2016 , med hänvisning till en presskonferens för ett av dotterbolagen till den kinesiska akademin för rymdteknologi (CAST) , rapporterade International Business Times att Kinas regering har finansierat motorforskning sedan 2010, och EmDrive- prototyper har skickats till utrymme [42] för testning ombord på rymdlaboratoriet Tiangong-2 [43] [44] [45] . Dr Chen Yue från CAST, enligt International Business Times , bekräftade produktionen av en prototypmotor för testning i låg omloppsbana om jorden [46] [47] [48] [49] .

I september 2017 kom det nya rapporter om det framgångsrika skapandet av en fungerande prototyp av EmDrive-motorn i Kina [50] [51] .

Plymouth University

År 2018 tilldelade DARPA - byrån 1,3 miljoner dollar till University of Plymouth för att studera och skapa en "bränslelös motor" baserad på " kvantiserad tröghet " [52] ) [53] . Vissa media rapporterar om projektets koppling till EmDrives idéer [54] .  

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Andrey Borisov. På en tom hink . Lenta.ru (31 oktober 2016). Hämtad 13 september 2017. Arkiverad från originalet 14 april 2017.
  2. ↑ Vladimir Korolev Det som inte kan vara // Populär mekanik . - 2017. - Nr 2. - S. 46-49.
  3. ↑ 1 2 3 Andreas Müller. De senaste EmDrive-testerna vid Dresdens universitet visar att "omöjlig motor" inte utvecklar någon  drivkraft . Grenzwissenschaft-Aktuell.de (21 mars 2021). Hämtad 4 april 2021. Arkiverad från originalet 4 april 2021.
  4. ↑ 1 2 Roger Shawyer. Andra generationens EmDrive-framdrivning tillämpas på SSTO-raket och interstellär sond  // Acta Astronautica. — 2015-11-01. — Vol. 116. - S. 166-174. - doi : 10.1016/j.actaastro.2015.07.002 . Arkiverad från originalet den 24 september 2015.
  5. ↑ 1 2 "Detektorantenngeometrin säkerställer att endast en liten del av den reflekterade elektromagnetiska vågen 19 extraheras från kaviteten" [6] ; "Läckande RF-fält hålls mycket låga <...> Prestandan hos en fotonraket är flera storleksordningar lägre än den observerade dragkraften" [7] ; "Alla EmDrives har en märklig funktion - när motorn är igång registreras inte utsläpp av fotoner eller andra partiklar från dess resonator" [1] .
  6. ↑ Roger John Shawyer. Patent GB 2537119 Arkiverad 30 december 2016 på Wayback Machine // Ipo.gov.uk
  7. ↑ 1 2 Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester. Mätning av impulskraft från ett slutet radiofrekvenshålrum i vakuum  // Journal of Propulsion and Power. — Vol. 33. - P. 830-841. - doi : 10.2514/1.b36120 . Arkiverad från originalet den 18 januari 2017.
  8. ↑ Hambling, David EmDrive: Kinas radikala nya rymdfart . Wired UK (6 februari 2013). Hämtad 28 september 2017. Arkiverad från originalet 25 maj 2016.
  9. ↑ Tucker, Bill Kraften av kraften; The Curious Case Of The EmDrive (6 december 2015). Hämtad 20 februari 2016. Arkiverad från originalet 23 februari 2016.
  10. ↑ 1 2 3 C.-W. wu. Kommentarer om den teoretiska grunden för "EM Drive" // Acta Astronautica. - 2018. - Vol. 144. - S. 214-215. - doi : 10.1016/j.actaastro.2018.01.006 .
  11. ↑ Rothman, Tony & Boughn, Stephen, The Lorentz force and the radiation pressure of light, arΧiv : 0807.1310 . 
  12. ↑ Ofattbar dragkraft. Motorns arbete som bryter mot fysikens lagar förklaras . lenta.ru (20 juni 2016). Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 21 juni 2016.
  13. ↑ Brendan Hesse. Här är 411:an på EmDrive: den "fysiktrotsande" propellern till och med NASA är förbryllad över . Digitala trender (7 maj 2016). Hämtad 7 augusti 2016. Arkiverad från originalet 11 augusti 2016.
  14. ↑ Forskaren förklarade arbetet med att bryta mot lagen om bevarande av motorn . lenta.ru (21 april 2016). Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 8 maj 2016.
  15. ↑ Dvorsky, George Nej, tyska forskare har inte bekräftat den "omöjliga" EMDrive . io9 . Gawker Media (28 juli 2015). Hämtad 6 augusti 2015. Arkiverad från originalet 13 augusti 2015.
  16. ↑ Brian Koberlein. NASA:s Physics-Defying EM Drive klarar peer Review . Forbes (19 november 2016). Hämtad 23 november 2016. Arkiverad från originalet 22 november 2016.
  17. ↑ Tyska ingenjörer avslöjade den "omöjliga" EmDrive-motorn , Hitech + . Arkiverad från originalet den 23 maj 2018. Hämtad 22 maj 2018.
  18. ↑ M. Tajmar, O. Neunzig & M. Weikert. Högnoggranna dragkraftsmätningar av EMDrive och eliminering av falskt positiva effekter // CEAS Space Journal. - 2021. - doi : 10.1007/s12567-021-00385-1 .
  19. ↑ En kraft för rymden utan reaktion . www.eurekamagazine.co.uk. Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 4 mars 2016.
  20. ↑ 1 2 Forskare kan inte hitta en hake i den "omöjliga" EmDrive-motorn . hej-news.ru. Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 27 juni 2016.
  21. ↑ I fortsättningen förstås det att den förment demonstrerade prestandan för en eller annan EmDrive-variant endast uppnåddes enligt uttalanden från vissa forskare; det kan inte på ett tillförlitligt sätt hävdas att dragkraften verkligen var närvarande och inte förklarades av några främmande orsaker eller experimentella fel.
  22. ↑ No-propellant drivning förbereder för utrymme och bortom . www.eurekamagazine.co.uk. Datum för åtkomst: 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 14 juni 2016.
  23. ↑ Nej, varpdrevet har ännu inte uppfunnits av misstag . Hämtad 29 juli 2015. Arkiverad från originalet 14 juli 2015.
  24. ↑ Cannae Drive . Hämtad 29 juli 2015. Arkiverad från originalet 30 juli 2015.
  25. ↑ Nasa validerar "omöjlig" rymdenhet . Hämtad 28 september 2017. Arkiverad från originalet 25 maj 2016.
  26. ↑ David Hambling. EmDrive: Kinas radikala nya rymdenhet  . trådbunden Storbritannien. Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 25 maj 2016.
  27. ↑ Yang Juan, Wang Yu-Quan, Li Peng-Fei, Wang Yang, Wang Yun-Min, Ma Yan-Jie. Nettotryckmätning av drivmedelsfri mikrovågspropell: [ eng. ] // Acta Phys. synd. - 2012. - Vol. 61. - P. 110301. - doi : 10.7498/aps.61.110301 .
  28. ↑ Yang Juan, Liu Xian-Chuang, Wang Yu-Quan, Tang Ming-Jie, Luo Li-Tao, Jin Yi-Zhou, Ning Zhong-Xi. Drivkraftsmätning av en oberoende framdrivningsanordning för mikrovågspropeller med tre-tråds Torsion Pendel Thrust Measurement System (kinesiskt) // Journal of Propulsion Technology. - 2016. - Februari ( vol. 37 , nr 2 ). - S. 362-371 . - doi : 10.13675/j.cnki.tjjs.2016.02.022 .
  29. ↑ Paul March. Experiment med RF Cavity Thrusters  // Proceedings of the Estes Park Advanced Propulsion Workshop, 19-22 september 2016, Estes Park, Colorado, USA / redigerad av H. Fearn och LL Williams. - S. 39-66.
  30. ↑ Katie M. Palmer. Den där NASA Warp Drive? Ja, det är fortfarande Poppycock Arkiverad 25 november 2016 på Wayback Machine // Wired , 6 maj 2016 
  31. ↑ Harold "Sonny" White . Eagleworks Laboratories: Warp Field  Physics . NASA Technical Reports Server . NASA (2013). Hämtad 5 augusti 2014. Arkiverad från originalet 24 juni 2015.
  32. ↑ 1 2 3 David A. Brady et al. Onormal dragkraftsproduktion från en RF-testenhet uppmätt på en torsionspendel med låg dragkraft  //  50:e AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics. - 2014. - doi : 10.2514/6.2014-4029 . Arkiverad från originalet den 18 februari 2015.
  33. ↑ David Hambling. 10 frågor om Nasas "omöjliga" rymdstation besvarade Arkiverad 26 maj 2016 på Wayback Machine // Wired, 7 augusti  2014
  34. ↑ NASA testade en motor som går utan bränsle och motbevisar fysikens lagar . NEWSru.com (4 augusti 2014). Hämtad 5 augusti 2014. Arkiverad från originalet 2 april 2015.
  35. ↑ Powell, Corey S. . Validerade NASA en "omöjlig" rymdenhet? I ett ord, nej. , Discover magazine  (6 augusti 2014). Arkiverad från originalet den 8 augusti 2014. Hämtad 16 februari 2016.
  36. ↑ Korolev, Vladimir . Rapport om den "omöjliga motorn" är officiellt publicerad , N + 1  (22 november 2016). Arkiverad från originalet den 23 maj 2018. Hämtad 23 maj 2018.
  37. ↑ Sugs in i en napp . Arkiverad från originalet den 26 november 2016. Hämtad 27 september 2017.
  38. ↑ M. Tajmar och G. Fiedler. Direkta dragkraftsmätningar av en EMDrive och utvärdering av möjliga sidoeffekter // 51:a AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. - 2015. - doi : 10.2514/6.2015-4083 .
  39. ↑ George Dvorsky. Nej, tyska forskare har inte bekräftat den "omöjliga" EMDrive  . io9. Hämtad 20 juni 2016. Arkiverad från originalet 4 december 2015.
  40. ↑ En professor från Tyskland bevisade inte att EmDrive fungerar . Hämtad 7 augusti 2015. Arkiverad från originalet 23 september 2015.
  41. ↑ Handlingen av en motor som bryter mot fysikens lagar förklaras , Lenta.ru  (18 maj 2018). Arkiverad från originalet den 29 januari 2019. Hämtad 18 maj 2018.
  42. ↑ Russon, Mary-Ann . EmDrive: Det här är problemen som Kina måste åtgärda för att få mikrovågspropeller att fungera på satelliter  , International Business Times UK  (14 december 2016). Arkiverad från originalet den 24 september 2017. Hämtad 27 september 2017.  "Under presskonferensen testade Li Feng, chefsdesignern för Casts kommunikationssatellitdivision, ... sin prototyp av EmDrive, som för närvarande testas i omloppsbana."
  43. ↑ 1 2 Kina påstår sig ha en fungerande version av NASA:s omöjliga motor som kretsar runt jorden - och kommer att använda den i satelliter "omgående" . Datum för åtkomst: 21 december 2016. Arkiverad från originalet 21 december 2016.
  44. ↑ 1 2 EmDrive: Kinesisk rymdorganisation sätter kontroversiell mikrovågspropell på satelliter "så snart som möjligt" . Datum för åtkomst: 21 december 2016. Arkiverad från originalet 22 december 2016.
  45. ↑ EmDrive: USA och Kina testar redan mikrovågspropeller på rymdplanet Tiangong-2 och X-37B Arkiverad 20 december 2016 på Wayback Machine : " IBTimes UK har informerats om att det amerikanska flygvapnet för närvarande testar en version av EmDrive mikrovågselektromagnetisk thruster på det obemannade militära rymdplanet X-37B, medan den kinesiska regeringen har sett till att inkludera EmDrive på sitt orbitala rymdlaboratorium Tiangong-2."
  46. ↑ Omöjlig motor har testats framgångsrikt i rymden , Lenta.ru  (21 december 2016). Arkiverad från originalet den 22 december 2016. Hämtad 21 december 2016.
  47. ↑ "Det kommer bara en månad efter att anonyma källor berättade för IBTimes UK att tester på EmDrive pågick ombord på Tiangong-2." [43]
  48. ↑ " Chen bekräftade att Cast har utvecklat en testenhet av EmDrive och att tester för att verifiera att enheten faktiskt kan flyga redan utförs i låg omloppsbana om jorden." / "Detta knyter an till informationskällor inom den internationella rymdindustrin gav IBTimes UK under villkor av anonymitet att Kina redan har en EmDrive på sitt orbitala rymdlaboratorium Tiangong-2." [44]
  49. ↑ 电磁 驱动 ： 天方夜谭 是 突破 突破 arkivkopia av 21 december 2016 på wayback -maskinen "陈粤 介绍 ， 已 完成 了 可 用 试验 试验 试验 研制 ， 开展 在 。。。。。。。"
  50. ↑ Har Kina spruckit Nasas "omöjliga motor"? , Mail Online . Arkiverad från originalet den 12 september 2017. Hämtad 27 september 2017.
  51. ↑ Kina för att testa fysiköverträdande motor i rymden: EADaily  (ryska) , EADaily . Arkiverad från originalet den 12 september 2017. Hämtad 27 september 2017.
  52. ↑ Brian Koberlein. Kvantiserad tröghet, mörk materia, EMDrive och hur man gör vetenskap fel  . Forbes (15 februari 2017). Hämtad 10 januari 2019. Arkiverad från originalet 10 september 2021.
  53. ↑ Forskare får 1,3 miljoner dollar för att studera ny framdrivningsidé för rymdfarkoster - University of Plymouth . Hämtad 18 september 2018. Arkiverad från originalet 17 september 2018.
  54. ↑ Brittiska fysiker skapar en "omöjlig motor" beställd av den amerikanska armén Arkiverad 18 september 2018 på Wayback Machine // RIA , 17 september 2018

Länkar