В ближайшее время исследователи из Китая планируют испытать двигатель EmDrive, который, по их заверениям, работает на энергии микроволн. Устройство представляет собойметаллический усечённый конус и магнетрон, создающий микроволны, энергию которых накапливает резонатор. При этом система не подвергается внешнему воздействию и использует для создания тяги электромагнитные поля.
Создатели EmDrive отказываются раскрывать технологию. Однако финские физики считают, что работа двигателя осуществляется на основе инерции фотонов, возникающих из-за эффекта Унру. Такой способ позволяет избавиться от тяжеловесных контейнеров с топливом и использования реактивного выброса.
Видео
Отмечается, что что изначально идея устройства, которое противоречит законам физики, была высказана британским инженером Роджером Шойером. Он представил свой проект общественности в 2003 году, сообщаетГазета.ру .
Создатели EmDrive надеются провести испытания двигателя в космосе. Они считают, что использование устройства позволит сократить полёт до Марса до 10 недель. А если проект окажется успешным, он позволит достигнуть края Солнечной системы за несколько месяцев.
Действительный член Российской академии космонавтики имени Циолковского Александр Железняков не верит, что такой двигатель способен работать.
«Я фантастику не комментирую. Вы понимаете, тут вообще непонятно, что это за двигатель. Я всё-таки сторонник того, что в природе ничего бесследно не исчезает и ничего бесследно не появляется. А тут какие-то фантастические идеи высказываются. Не зная всех подробностей, комментировать абсурдно», - сказал он в беседе с НСН .
В свою очередь, заведующий отделом Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН, доктор физико-математических наук Георгий Малинецкий заметил, что двигатель EmDrive не нарушает законы физики.
«Когда люди представляют себе двигатель, то они представляют, что что-то движется, сгорает, но с XIX века, когда всё было именно так, многое изменилось. С тех пор люди создали и квантовую механику, и квантовую теорию пули. Они выяснили, что фотон (частичка, у которой нет массы покоя) имеет и импульс, и энергию. Соответственно попытки учёных использовать такие вещи, превращая энергию электромагнитного поля в энергию движения – это деятельность, связанная с двигателем EmDrive. Нарушений законов физики здесь нет, а дальше зависит от инженеров, сумеют ли они, исходя из представлений квантовой теории поля, квантовой механики, воплотить это в реальных конструкциях», - заверил он в беседе с НСН .
Эксперт также заметил, что за создателей такого двигателя можно только порадоваться и уточнил, что раньше проектом создания «невозможного» двигателя серьёзно занимались в NASA. В то же время эксперт не слышал, чтобы в России кто-то занимался похожими устройствами.
Малинецкий заметил, что этот двигатель представляет особую ценность для космонавтики.
«Для того, что есть на Земле, этот двигатель не нужен. Вполне можно ездить и на бензине, и на газе, и на электричестве. Но когда дело касается космоса, то там, чтобы спутник не уходил с орбиты, нужна тяга, пусть и очень маленькая. Что самое главное, этот двигатель не расходует рабочее тело, он имеет дело с полем, поэтому для него не нужно ракетное топливо везти на орбиту. В этом смысле это крайне заманчивая идея», - заметил эксперт.
МОСКВА, 12 сен - РИА Новости . Все последние заявления китайских ученых об успешном создании и испытании микроволнового ракетного двигателя EmDrive, скорее всего, основаны на ошибочных данных, но при этом само устройство в любом случае не нарушает законов физики, считает физик Брайс Кассенти (Brice Cassenti) из университета Коннектикута (США).
"Работа EmDrive нарушает третий закон Ньютона, говорящий о том, что сила не может возникать сама по себе без взаимодействия физических тел. И действие, и противодействие являются прямым результатом работы закона сохранения импульса. Если этот закон будет нарушаться, то тогда вся современная физика, построенная на его базе, будет неправильной. Поэтому многие из нас считают, что все утверждения о работе EmDrive являются продуктом ошибочных замеров",— заявил Кассенти, комментируя заявления китайских ученых о создании "рабочей" версии EmDrive.
"Утекший" отчет НАСА подтверждает работу двигателя EmDrive Статья о проверке работы потенциально революционного микроволнового двигателя EmDrive, подготовленная специалистами НАСА, утекла в сеть и в ней ученые утверждают, что данное устройство действительно вырабатывает "постоянную" тягу.В 2001 году американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер заявил о создании двигателя, который, как тогда заявили и как сегодня продолжают считать его оппоненты, нарушает все известные законы физики.
Это устройство, работающее на базе микроволнового излучения, представляет собой особую коническую камеру-резонатор, к которой подключен мощный магнетрон - источник микроволнового излучения. При определенной геометрии этого конуса, данное устройство будет загадочным образом двигаться в сторону узкой его части с крайне малой, но силой, если внутри конуса будут "гулять" микроволны.
Подобное поведение EmDrive, как сразу заявили тогда физики, является невозможным с точки зрения законов физики - подобная манера движения, при которой не тратятся ни топливо, ни вырабатывается направленный пучок излучения, противоречит закону сохранению импульса. Эту проблему можно просто представить себе таким образом - если человек сядет в коробку и начнет толкать ее противоположные стенки, то он не будет двигаться вперед, а будет шататься на месте.
Тем не менее, Шоер не отказался от своей идеи, и ее через несколько лет проверил ряд физиков-профессионалов, в том числе и одна из лабораторий НАСА. Эти тесты, как писал один из изначальных скептиков, привели к неожиданным для ученых результатам - оказалось, что изобретение Шоера действительно работает. В декабре прошлого года об успешном завершении подобных испытаний заявили ученые из Китая, создавшие копию EmDrive и готовящиеся запустить ее в космос для окончательной проверки работоспособности.
Как подчеркивает Кассенти, чьи слова передает пресс-служба университета Коннектикута, и опыты китайских ученых, и результаты замеров физиков из лаборатории Иглворкс в Центре космических полетов НАСА имени Джонсона, не являются подделкой или элементарным враньем. Они действительно увидели реальные изменения в положении EmDrive, однако эти сдвиги могли произойти не из-за появления "невозможной" силы тяги, вырабатываемой двигателем Шоера, а из-за различных побочных эффектов, не учтенных при замерах.
К примеру, продолжает ученый, некоторые части EmDrive могли расшириться под действием электрических токов, возникающих внутри устройства, и это расширение могло быть воспринято приборами и экспериментаторами как свидетельство того, что двигатель действительно вырабатывает тягу. С другой стороны, он признает, что физики НАСА и, возможно, их китайские коллеги пытались ликвидировать все побочные эффекты и учитывали их существование.
Ученый выяснил, как работает микроволновый ракетный двигатель EmDrive Физики, вероятно, нашли правдоподобное объяснение тому, как микроволновый двигатель EmDrive, созданный инженером Роджером Шоером, вырабатывает силу тяги, несмотря на то, что для его работы не требуется ни топливо, ни направленные пучки излучения.В целом, как он отмечает, все опыты с EmDrive указывают на существование неких любопытных физических эффектов, которые вряд ли выходят за пределы Стандартной модели физики, но которые было бы интересно изучить и объяснить. По этой причине, по мнению Кассенти, и Китай, и НАСА проводят опыты с EmDrive, а результаты этих экспериментов публикуются в рецензируемых журналах.
Даже если EmDrive работает, как считает Кассенти, он вряд ли будет нарушать существующие законы физики — скорее всего, его работа будет объясняться какими-то эффектами, укладывающимися и в выкладки Ньютона, и в общую теорию относительности, о которых мы пока не знаем.
Окончательная проверка его работоспособности, как подчеркивает ученый, будет возможна лишь в космосе, где на работу двигателя не будут влиять другие силы. В таком случае инженеры смогут точно измерить реальную силу тяги и проверить, может ли EmDrive действительно открыть дорогу для путешествий в дальний космос.
Российский сегмент интернета в очередной раз бурно отреагировал на низкосортный фейковый вброс. Спустя год «сенсация» о чудо-двигателе, не требующем топлива, от которой открестились все приличные издания мира,
снова попала в заголовки отечественных электронных СМИ, и перекрыла по популярности весть о предвыборной кампании Путина:
«Yandex.Ru»
Заголовки не отличаются разнообразием: «В Китае создали нарушающий законы физики двигатель», «Китайцы посягнули на иные миры», «В Китае создали ломающий законы физики двигатель», «Китайские ученые создали неповторимый мотор, нарушающий законы физики» и т.д.
Источником переполоха, как случалось и ранее, оказался знаменитый своей «желтизной» британский таблоид .
Кстати, в феврале этого года «Википедия» признала таблоид недостоверным источником информации и отказалась от его использования в качестве источника. Еще сутки назад издание опубликовало статью с кричащим заголовком: «Китайцы взломали невозможный двигатель ? Пропагандистское видео утверждает,
что ученые создали работающую версию двигателя EmDrive, который довезет человека до Марса за 10 недель».
Авторы таблоида ссылаются на появившийся ролик, якобы показанный в эфире китайского телевидения, в котором говорится, что нарушающий законы Ньютона ракетный двигатель EmDrive теперь воссоздан китайскими инженерами и готов к испытанию в космосе. В ролике не приводится никаких технических подробностей, впрочем, сам двигатель в видеоряде также отсутствует.
Несложный поиск указывает на то, что в мире на «сенсацию» от Daily Mail не отреагировал ровным счетом никто: перепечаток этой фейковой новости попросту нет.
Другое дело - рунет. «Сенсация» упала на благодатную почву отечественных СМИ, столь падких на бессмысленные сенсации, которые никто не удосуживается проверять. По состоянию на полдень вторника
число новостей про чудо-двигатель EmDrive перевалило за сотню - редкое политическое событие получает столь широкий охват.
Двигатель, больше похожий на ведро, заставил говорить о себе год назад, когда статья с результатами его испытаний в рецензируемом журнале. История EmDrive началась еще в 2003 году, когда британский инженер Роджер Шойер представил общественности электромагнитный двигатель необычной конструкции. Он состоял из магнетрона — устройства, генерирующего микроволновое излучение, медного конического резонатора, напоминающего ведро, запаянное с обоих краев.
По словам изобретателя, двигатель способен создавать тягу без использования реактивного выброса.
Однако это утверждение напрямую противоречит закону сохранения импульса. Ведь если EmDrive — это закрытая система, она не может увеличить свой импульс без внешнего воздействия. С этим обстоятельством и связан ажиотаж в мировых СМИ вокруг непонятной разработки, длящийся уже несколько лет.
В последующие несколько лет изобретатель работал над усовершенствованием поделки, и в 2008 году началась его «независимая» проверка.
Сначала в китайском Северо-западном политехническом университете под руководством профессора Яна Цзюаня был создан работающий прототип, развивающий тягу в 72 грамма (около 360 мН на киловатт). Затем необычным двигателем заинтересовались и в NASA.
С 2013 года в лаборатории Eagleworks в космическом центре имени Джонсона под руководством Гарольда Уайта начались испытания EmDrive. Двигатель тестировался в герметичной камере на специальных крутильных весах, способных обнаруживать тягу в десятки микроньютонов. Полученная тяга оказалась гораздо меньше, чем в китайском эксперименте, но тем не менее утверждалось, что она присутствовала.
«Они традиционно печатают какое-то фуфло, вот недавно печатали историю с warp drive.
Они получают финансирование из каких-то внутренних резервов и постоянно получают какие-то сказочные результаты, тут это называется «внутренние деньги для спонтанных идей», — пояснил тогда «Газете.Ru» ситуацию с американскими «изобретателями» осведомленный сотрудник NASA.
Впрочем, в официальных комментарии NASA говорилось примерно о том же. «Несмотря на то, что исследования нового принципа движения командой из Хьюстона наделало много шума, эта слабая попытка не принесла каких-либо осязаемых результатов. В NASA не работают над технологией warp drive», — говорилось в ответе агенства изданию Space.com.
В сеть утекли вызвавшие ажиотаж черновики статьи НАСА, в которой подтверждается работоспособность спорного двигателя EmDrive, якобы не нуждающегося в топливе. Согласно выводам специалистов из лаборатории Eagleworks, двигатель развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. И работает он, вероятно, на энергии вакуума. Стоит ли этому верить?
Энтузиаст удивительного двигателя Фил Уилсон (Phil Wilson) опубликовал под ником The Traveller об этом пост на форуме сайта НАСА Spaceflight, однако модераторы его удалили, объяснив, что статья должна быть опубликована Американским институтом аэронавтики и астронавтики официально в декабре 2016 года. Однако сайт Next Big Future обеспечил свободный доступ к документам и содержащимся в них схемах, окончательно сделав статью достоянием общественности.
Специалисты НАСА сообщают об успешном повторении эксперимента, проведенного британским инженером Роджером Шойером в 2006 году. Ему удалось создать вращающийся двигатель, который не производит никаких выбросов, и показать, что устройство подчиняется законам механики Ньютона. По словам разработчика, устройство конвертирует электричество в микроволны, их энергия накапливается в резонаторе, и в результате возникает небольшая тяга. С тех пор ученые бьются над загадкой EmDrive: работает ли он, и если да, то почему? Ведь согласно закону сохранения импульса, тяга возникает за счет реактивной струи. Иными словами, чтобы объект двинулся вперед, надо, чтобы от него что-то отскочило в обратном направлении.
Когда журнал New Scientist впервые опубликовал статью об EmDrive, в редакцию посыпались гневные письма. «Импульс, согласно одному из четырех базовых принципов, сохраняется, и он не может быть вновь создан или уничтожен. Двигатель нарушает это правило. В традиционных ракетах тяга достигается в соответствии с правилом, поскольку импульсы корабля и выхлопной струи, двигающиеся в противоположных направлениях, компенсируют друг друга», - указал изданию один из читателей.
Однако те, кто пытается разобраться в принципах работы двигателя, считают, что в нем закон сохранения импульса сохраняется, просто объяснить, как это получается, довольно сложно. Так, Майкл Маккалош из Плимутского университета (Великобритания) допускает существование фотонов, обладающих массой, а также изменение скорости света внутри устройства. Другая гипотеза говорит о гашении микроволн, в результате чего рождаются пары фотонов, переносящих импульс. Подобное может происходить только в конусовидных полостях. Однако эти предположения выходят за рамки современных представлений о физике и вряд ли смогут убедить других специалистов.
Эксперименты с EmDrive, проведенные в июне 2015 года Мартином Таймаром из Германии, не подтвердили и не опровергли работоспособность силовой установки. Однако в статье НАСА утверждается, что инженеры добились положительного результата.
В исследовании использовался крутильный маятник - алюминиевая конструкция, установленная на скользком столе в вакуумной камере. Такое устройство способно измерять даже очень слабую тягу. На одном плече маятника был EmDrive, и он в результате серии тестов при 40, 60 и 80 ватт показал силу в 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме. Проверки не выявили никаких неучтенных источников движения, однако специалисты признали необходимость дополнительных исследований, чтобы исключить искажения со стороны такого фактора, как тепловое расширение.
Испытания двигателя в лаборатории НАСА
Чтобы объяснить полученные результаты, авторы статьи обратились к почти забытой теории волны-пилота. Эта теория пытается объяснить с точки зрения классической физики такие понятия, как коллапс волновой функции и парадокс кота Шредингера. Иными словами, вся неопределенность возникает из-за того, что наблюдателю неизвестны положение и импульсы частиц. Классического объяснения удостоились и постоянная Планка, и эффект Казимира, а также основное состояние водорода и многое другое.
Современная физика приняла на вооружение копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, утверждающую, что неопределенность не зависит от наблюдателя. Однако физики Коудер и Форт еще в 2006-м показали, что капли воды могут вести себя подобно квантовым объектам. Так, капля, непрерывно отскакивающая от тонкого слоя жидкости при определенной частоте и двигающаяся в случайном направлении, создает узор из концентрических волн, сопровождающий каплю по всему ее пути. С помощью подобной системы удалось воспроизвести эксперимент с двумя щелями, туннелирование и другие квантовые феномены.
Эксперимент Роджера Шойера в 2006 году
Возможно, квантовые флуктуации (виртуальные частицы) являются волнами, которые «следуют» за реальными частицами. Из этого, например, следует, что семь энергетических уровней атома водорода могут рассматриваться в качестве волн в квантовом вакууме. Ученые в статье приходят к выводу, что квантовый вакуум - среда, поддерживающая акустические осцилляции, а составляющие любой такой среды способны обмениваться импульсом. Значит, над вакуумом можно совершать работу и извлекать ее из него, что и делает двигатель.
Нужно заметить, что сама Eagleworks (также известная как Advanced Propulsion Physics Laboratory), где проводили исследования, - это маленькая научная группа, изучающая различные сомнительные теории, чтобы найти способы разработать новые двигатели для космических аппаратов. Вполне возможно, что статья, прошедшая рецензентов, будет серьезно отличаться от той версии, что доступна сейчас, и выводы сформулируют аккуратнее. В любом случае нужно ждать дальнейшие исследования и эксперименты других научных групп, поскольку статья НАСА сама по себе еще не дает никаких ответов.
18:43 12/09/20170 👁 546
На этой неделе мировое научное сообщество всколыхнула неожиданная новость. Китайские ученые официально опубликовали экспериментальные доказательства того, что электромагнитный двигатель EmDrive на самом деле работает. Уникальная установка способна, к примеру, двигать в вакууме космический корабль… не используя топливо. Так почему же многие ученые считали (а некоторые продолжают считать до сих пор), что это изобретение - чистой воды шарлатанство?
Как работает EmDrive
Орбитальная станция «Тяньгун-2», на которой пройдут испытания ЭМ двигателя
Впервые концепция электромагнитной двигательной установки была опубликована еще в далеком 2002 году британской исследовательской компанией Satellite Propulsion Research, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Тогда же общественности был представлен и первый действующий прототип устройства. Да-да, именно знаменитые «британские ученые» изобрели фантастический двигатель, вызвавший волну скепсиса со стороны научного сообщества.
Дело в том, что EmDrive бросает вызов всем существующим законам физики. Его конструкция представляет собой магнетрон, генерирующий микроволны, а также резонатор высокой добротности - металлическое «ведро», ловушку для микроволн в форме герметичного конуса. Магнетрон (в повседневной жизни именно он обеспечивает работу микроволновых печей) связан с резонатором высокочастотной линией передачи, то есть обычным коаксиальным кабелем. Поступая в резонатор, ЭМ волна излучается в стороны обоих торцов с одинаковой фазовой скоростью, но с разной групповой скоростью - именно этим, по мнению создателя, и обусловлен эффект.
В чем состоит различие между этими двумя скоростями? Попадая в замкнутое пространство, электроны начинают распространяться в нем, отражаясь от внутренних стенок резонатора. Фазовая скорость - это скорость относительно отражающей поверхности, которая, по факту, определяет скорость перемещения электронов. Поскольку электроны попадают в камеру в из одного и того же источника, эта величина и в самом деле едина для всех. Групповая скорость, в свою очередь, представляет собой скорость электронов относительно торцевой стенки и возрастает по мере движения от узкой к широкой части конуса. Таким образом, по мнению Шойера, давление ЭМ волны на широкую стенку резонатора больше, чем на узкую, что и создает тягу.
Двигатель против ньютоновской физики
Так почему же ученые с этим не согласны? Основной претензией физиков является то, что принцип работы описываемой конструкции прямо противоречит третьему закону Ньютона, который гласит, что «действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе - взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны». Говоря проще, в привычном нам пространстве на каждое действие приходится противодействие, равное по силе, но противоположное по направлению. Этот принцип объясняет причину работы всех современных двигателей, от реактивных (газ подается назад, что двигает машину вперед) до ионных (пучок заряженных атомов движется в одну сторону, а корабль в другую). У EmDrive выбросов же попросту… нет.
Некоторые любители собирали миниатюрную копию EmDrive прямо у себя дома
Кроме того, неучтенными остаются еще несколько не столь важных параметров. К примеру, автор концепции не учел то, что ЭМ волна оказывает давление не только на торцевые, но и на боковые стенки резонатора. После критики в свой адрес Шойер опубликовал нерецензированную работу с объяснениями своей точки зрения, но, по мнению экспертов, теория радиационного давления сложнее представленной им теории.
Технологии на грани фантастики
В 2013 году двигателем заинтересовалось NASA. Неудивительно: если EmDrive и в самом деле работает так, как заявлено, то это станет настоящей революцией в сфере космических перелетов. Устройство испытывали в лаборатории Eagleworks в космическом центре имени Джонсона. Работы проводились под руководством Гарольда Уайта, и в их ходе был получен аномальный результат - тяга величиной около 0,0001 Н. Уайт считает, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума. Условия для испытаний были выбраны щадящие, в 50 раз меньше по мощности, чем опыты самого Шойера. Они проходили на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в десятки микроньютонов, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали при комнатной температуре воздуха и нормальном атмосферном давлении.
Сегодня телеканал CCTV-2 сообщил, что китайские инженеры не только успешно испытали новый двигатель в в декабре прошлого года, но и представили материалы, демонстрирующие схему и работу EmDrive. В ближайшее время установка отправится в космос и будет испытана в реальных условиях. Ли Фенг, главный конструктор, объяснил, что перед запуском на технологии придется пройти модернизацию. К примеру, для того, чтобы удержать аппарат на , требуется мощность тяги от 100 мH до 1H, а текущая конструкция не позволяет выжать из двигателя такую мощность. Кроме того, размещение двигателя в той или иной части теоретического спутника также повлияет на его нагрев и силу тяги.
