Летим на Альфа Центавра? Ученые испытали «невозможный» двигатель EmDrive
Физики из Немецкого Технического Университета Дрездена проверили, действительно ли проект двигателя EmDrive может создавать тягу. Предыдущие эксперименты не могли точно установить работоспособность двигателя.
Путешествие в другую звездную систему является заветной мечтой любого исследователя космоса на Земле. Но, к сожалению, современные космические технологии позволяют нам изучать только окрестности нашей планеты.
Аппарату Voyager 2, к примеру, понадобилось более 40 лет, чтобы преодолеть всего 18 млрд км и выйти за пределы Солнечной системы. А теперь представьте, что ближайшая к нам звездная система — Альфа Центавра — находится на расстоянии в 40 трлн км или 4,3 световых года, что в 2,2 тыс. раз дальше, чем сумел пролететь Voyager 2.
Это, по космическим меркам смешное, расстояние является недостижимой целью для всего человечества. Несмотря на это, ученые по всему миру не оставляют попытки создать двигатель, который будет постоянно генерировать тягу и, в перспективе, сможет доставить человека или хотя бы земное оборудование на другую звезду.
Вечный двигатель
Одним из таких двигателей является EmDrive. Проект предложил британский инженер Роджер Шойер в 1999 году, вызвав тем самым много разногласий в научном сообществе. Дело в том, что установка Шойера не имеет рабочего тела, — в качестве движущей силы устройства используется магнетрон, который генерирует микроволны, и, по заявлениям автора, накапливает энергию колебаний в резонаторе, создавая тягу.
Автор идеи заявлял, что суть двигателя в его асимметричной конструкции: дескать, электромагнитные волны производят разное давление на стены двигателя и создают тягу. Загвоздка в том, что заявленный «вечный двигатель» противоречит закону Ньютона о сохранении импульса.
Ученые проводили многочисленные эксперименты с проектом EmDrive и всегда добивались незначительной тяги в несколько микроньютонов, что может соответствовать погрешности измеряемых приборов из-за недостаточного экранирования двигателя и воздействия на него внешних сил.
В прошлом году физики Немецкого Технического Университета Дрездена провели исследование и подтвердили, что тяга в двигателе EmDrive создается из-за плохой внешней защиты резонатора и, как следствие, воздействия внешних сил на электромагнитные колебания внутри двигателя.
Тогда ученые не нашли конкретный внешний фактор, который создает тягу в EmDrive, но все равно пришли к выводу, что двигатель не может нарушать существующие законы физики. Таким образом, теория «невозможного двигателя» продолжила свое существование, хотя и большинство ученых относятся к этой истории скептически.
Конец сомнениям
Через год представители того же Немецкого Технического Университета Дрездена провели еще одно исследование, чтобы точно установить, работает ли двигатель EmDrive. Как пишет журнал WIRED, команда физиков под руководством Мартина Таймара разработали проект SpaceDrive, — «чрезвычайно чувствительный и невосприимчивый к вмешательству инструмент, который раз и навсегда положит конец дискуссии о EmDrive».
Таймар и физики из Дрездена создали точную копию двигателя EmDrive, с которым ученые NASA Пол Марч и Гарольд Уайт смогли достичь незначительной тяги пару лет назад. Конструкция двигателя представляет собой медный конус с обрезанным верхом, которая помещена в вакуумную камеру. Источник микроволнового сигнала находится за пределами камеры и передается с помощью кабелей на антенны внутри конуса.
В отличие от своего прошлогоднего эксперимента, в этот раз для измерения тяги ученые использовали маятниковые весы, которые измеряют силу крутящего момента, приложенного к оси маятника. Чтобы точно измерить тягу ученые также применили лазерный интерферометр, который нивелирует физическое смещение маятниковых весов.
Авторы проекта SpaceDrive называют свое устройство самым чувствительным балансом тяги из когда-либо существовавших в мире.
Кроме этого, чтобы избежать воздействия на двигатель внешних неучтенных сил, ученые должны были создать специальный экран, который блокировал бы EmDrive от помех, вызванных магнитными полюсами Земли, сейсмическими колебаниями планеты и тепловым расширением из-за нагрева от микроволн.
С естественными земными источниками помех можно было справиться, но вот нагревание меди могло вызвать расширение конструкции и смещение центра тяжести двигателя, что снова привело бы к появлению тяги из-за внешнего воздействия. Чтобы устранить эту проблему, команда Мартина Таймара проводила эксперименты, изменяя положение двигателя в пространстве.
В итоге, после 55 проведенных экспериментов, физики все же зафиксировали тягу в 3,4 микроньютона, что соответствует результатам предыдущих исследований. Тем не менее, ученые не могут с точностью заявить, что нейтрализовали термальный источник воздействия, и, по всей видимости, именно это может вызывать минимальную тягу в двигателе.
Получившийся результат вновь оставляет надежды адептам EmDrive, которые объясняют противоречивую законам физики тягу в двигателе квантовой механикой или даже «магией единорогов, движущей нас сквозь космическое пространство», как выразился физик Крис Ли.
Мартин Таймар не собирается оставлять вопрос тяги EmDrive повисшим в воздухе, и, по его словам, они уже разрабатывают два других измерительных прибора, которые должны исключить любое внешнее воздействие, включая термальную погрешность.
Если физики действительно докажут, что сам по себе EmDrive не создает никакой тяги — научное сообщество лишится почти 20-летней загадки, которую пока никому не удалось решить. В другом случае — феномен этого двигателя может стать основой для величайших открытий.
