«Утечка» документов NASA: нарушает ли EM Drive законы физики?

15 874 просмотра
Об авторе

Ионный двигатель

С тех пор как NASA объявило о создании прототипа спорного двигателя EM Drive (радиочастотный двигатель с резонансной полостью), потоки критики не иссякают, а любые сообщенные результаты экспериментов вызывают жаркие споры. И поскольку большинство анонсов принимают форму «утечек» и слухов, неудивительно, что градус скепсиса не понижается.

И тем не менее отчеты продолжают поступать. Последние результаты были получены из Eagleworks Laboratories в Космическом центре им. Джонсона. В «утекшем» докладе показано, что спорный двигатель способен генерировать тягу в вакууме. И как и процесс рецензирования, способность двигателя работать в космосе остается назойливой проблемой уже довольно долгое время.

Учитывая плюсы EM Drive, нетрудно понять, почему люди хотят видеть его в работе. Теоретически он мог бы вырабатывать достаточно тяги, чтобы долететь до Луны за четыре часа, до Марса — за 70 дней, до Плутона — за 18 месяцев, и все это без капли топлива. К сожалению, эта двигательная установка основана на принципах, нарушающих закон сохранения импульса.

Этот закон гласит, что импульс системы остается постоянным, не создается и не уничтожается, а лишь изменяется под действием сил. Поскольку EM Drive включает электромагнитные микроволновые полости, преобразующие электрическую энергию непосредственно в тягу, он не имеет реакционной массы. И поэтому «невозможен» по законам традиционной физики.

Доклад под названием «Измерение импульсивной тяги замкнутой радиочастотной полости в вакууме» попал в открытый доступ в начале ноября. Его ведущий автор, конечно же, Гарольд Уайт из лаборатории Eagleworks, занимающийся разработкой продвинутых двигательных систем в NASA.

В работе он и его коллеги сообщили, что завершили испытание импульсивной тяги на «испытательном коническом радиочастотном образце». Оно состояло из прямой и обратной фаз тяги, маятника низкой тяги и трех испытаний тяги на уровнях мощности 40, 60 и 80 Вт. Как следует из доклада:

«Здесь показано, что диалектически нагруженный конический РЧ-образец, запущенный в режиме TM212 при 1937 МГц, способен последовательно генерировать тягу на уровне 1,2 ± 0,1 мН/кВт с силой, направленной к узкому концу в условиях вакуума».

Чтобы прояснить, этот уровень тяги к мощности — 1,2 мН на киловатт — весьма незначительный. И действительно, в работе эти результаты помещаются в контекст для сравнения с ионными двигателями и лазерными парусами:

«Лучшая на сегодняшний день тяга к мощности в двигателе Холла составляет порядка 60 мН/кВт. Это на порядок выше, чем выдал испытательный образец во время работы в вакууме. Производительность в 1,2 мН/кВт на два порядка выше, чем других форм движения «без топлива», вроде лазерных парусов, лазерной тяни и фотонных ракет, которые развивают тягу к мощности в 3,33—6,67 мН/кВт».

В настоящее время ионные двигатели считают наиболее топливосберегающей формой движения. Тем не менее они довольно медленные по сравнению с обычными твердотопливными двигателями. К примеру, миссия ЕКА Dawn опиралась на ксенон-ионный двигатель, который вырабатывал тягу к мощности в 90 миллиньютонов на киловатт. Используя эту технологию, зонду потребовалось почти четыре года, чтобы добраться от Земли до астероида Веста.

Концепция направленной энергии (вроде лазерных парусов), напротив, требует очень мало тяги, поскольку использует небольшой аппарат — крошечный зонд весом в несколько граммов и инструменты в виде чипов. В настоящее время эта концепция исследуется как перспективная для путешествия к ближайшим планетам и звездным системам.

Два хороших примера — это межзвездная концепция NASA DEEP-IN, которая сейчас разрабатывается Калифорнийским университетом в Санта-Барбаре и попытается использовать лазеры для разгона аппаратов до скорости 0,25 скорости света. Между тем, проект Starshot (в рамках инициатив Breakthrough) разрабатывает аппарат, который сможет набрать до 20% скорости света и добраться до Альфы Центавра за 20 лет.

Сравнительно с этими предложениями, EM Drive может похвастать тем, что не требует никакого топлива или внешнего источника энергии. Но если основываться на результатах его испытаний, объем энергии, необходимый для выработки значительной тяги, делает его непрактичным. Правда, не будем забывать, что изначальная цель этих испытаний заключалась в том, может ли вырабатываемая двигателем тяга относиться на счет каких-либо незамеченных аномалий.

В докладе также признается необходимость дальнейшего тестирования, чтобы исключить другие возможные причины, как то смещение центра тяжести и тепловое расширение. И если удастся исключить также внешние причины, будущие испытания поставят задачу повысить производительность EM Drive. И все это при условии, что «утечка» подлинная. Пока NASA не сможет подтвердить реальность этих результатов, EM Drive будет подвешен в состоянии неопределенности.

«Утечка» документов NASA: нарушает ли EM Drive законы физики?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

63 комментария

  1. Denus Warrus

    Вот такой вопрос. Строим центрифугу в космосе, раскручиваем, получаем эффект гравитации, ставим внутри элементарную катапульту, а лучше несколько, для балансировки, дальше, в определённом положении, катапульта выкидывает металлический шар, во время выброса шара создаётся сила действующая на поверхность центрифуги, т.е. создается тяга, когда шар падает на поверхность, в приемник катапульты, вновь создаётся тяга направленная в том же направлении, центрифуга начинает движении. Всё что нужно, это отсутствие гравитации и энергия для катапульты и центрифуги, а её можно получить при помощи фотоэлементов и солнечного света. итого получаем движение в космическом пространстве без использования реактивной тяги. Рабочая схема?

    • Zarb

      По моему проще ехать в упряжке из 14 хаски :)

      • Denus Warrus

        На данном пепелаце только внутри системы и не быстро...зато на халяву!

    • Est

      Нет.
      Энергия торможения при падении Шарика будет уравновешена полученной энергией при его запуске
      Просто противоположные направления векторов (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Denus Warrus

        Сила направлена в том же направлении. Шар зависает в пространстве и обратно падает, в верхней точке он ни во что не ударяется, т.ч. под действием гравитации центрифуги получает ускорение и лупит в том же направлении, в котором до того действовала сила выстреливающей его катапульты. А энергия для данной работы берётся от фотоэлементов.

        • Зоман

          Вспомните третий закон Ньютона.

          • Denus Warrus

            Шар не делает никакой полезной работы, а вот противоположная вытолкнувшей его силы работу как произведёт и направлена она будет противоположно движению шара, т.е. на стенку центрифуги, потом упавший с ускорением шар добавит ещё в том же направлении. Вот представьте, вы стоите на плоту и подбрасываете вверх металлический шар, когда вы бросаете шар, противоположная этому действию сила толкнёт плот вниз, а потом упавший на плот шар погрузит его ещё больше.

            • Cellard

              Центрифуга сколько миллиардов тонн должна весить, чтобы притянуть шар к себе обратно? Или, я не понял, если я буду быстро-быстро крутиться, то ко мне шары прилетать начнут?

              • Denus Warrus

                За счёт вращения и центробежной силы объекты будут испытывать "силу притяжения" к внутренней поверхности вращающейся центрифуги. Погугли "Искусственная сила тяжести" статья в википедии.

                • Cellard

                  Вы предлагаете швыряться шарами во внутреннем объеме вращающейся центрифуги?

                  • Denus Warrus

                    Хватит и 10-15 для импульса. Чем быстрее вращается центрифуга, тем выше гравитация, тем сильнее воздействие "выстрела" и "удара". Можно равномерно разместить , скажем 16 катапульт через равномерное расстояние и соответственно каждая будет создавать импульс, через 1/16 оборота, можно изменять направление движения в пространстве, тормозить. Всё просто и не затратно.

                  • Denus Warrus

                    10-15 см

                    • Cellard

                      Повторю вопрос. Вы предлагаете швыряться шарами во внутреннем объеме вращающейся центрифуги?

                      • Denus Warrus

                        Я вроде ответил уже. И что значит швыряться? На шар действует центробежная сила, по сути гравитация. Для особо одаренных схема: https://pp.vk.me/c637123/v637123486/1f0e7/zMq7nL2GoKM.jpg

                        • Cellard

                          Стенка вращающейся центрифуги создает давление на тело, или «иллюзию притяжения», ровно до тех пора, пока тело покоится на этой стенке. Если же вы подбросите это тело, то оно будет лететь равномерно и прямолинейно, пока не воткнется в противоположную стенку (мы ведь в невесомости, да?). Нет ни единой причины, почему бы это тело «захотело» вернуться обратно в исходную точку.

                          • mlserg

                            Более того, если шар будет катиться по этой стенке в противоположную сторону от направления вращения этой стенки с такой же скоростью, шар станет снова невесомым.

                            • Denus Warrus

                              Да не станет он невесомым. С чего ему становится невесомым? "Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции" - погугли.

                              • mlserg

                                DENUS WARRUS, а вы мысленно представьте. Эффект гравитации достигается центробежной силой. Объект вжимает этой силой в стенку, которая не дает объекту вылететь прочь. Это справедливо если объект вращается вместе со стенкой. Если же шарик будет катиться или человек будет бежать по стенке в противоположную сторону движения стенки, этот человек перестает вращаться и на него не будет действовать центробежная сила, соответственно вжимать его в стенку будет нечем и он будет в невесомости.

                                • Denus Warrus

                                  Велосипед есть? Одень на спицу гайку, раскрути колесо, гайка прижмётся к ободу. Вот тебе и центрифуга. Придумаешь как отталкивать гайку от обода, увидишь, как она снова "падает" на обод. И не забудь вел на бок положить. А вот схема https://pp.vk.me/c637123/v637123486/1f0e7/zMq7nL2GoKM.jpg

                          • Denus Warrus

                            "Мы" не в невесомости, а находимся под действием искусственной силы тяжести внутри центрифуги, что достигается вращением, а скорость вращения шара не изменилась, т.ч. он упадёт на установочную пластину.

                            • Cellard

                              Ну все, Денис, хватит уже. Мы поржали, пора и по домам расходиться... Дочке домашку по физике за 7 класс помочь сделать ;)

                              • Denus Warrus

                                Велосипед у дочки есть? Одень на спицу гайку, раскрути колесо, гайка прижмётся к ободу. Вот тебе и центрифуга. Придумаешь как отталкивать гайку от обода, увидишь, как она снова "падает" на обод.

                                • Cellard

                                  Отталкиваю гайку, оно под влиянием центробежной силы прижимается обратно. А колесо за это время делает сколько градусов оборота?

                                  • Denus Warrus

                                    Можешь посчитать, если интересно, чиркни белым маркером на колесе, посчитай обороты в минуту. Формулы есть в инете.

                              • Denus Warrus

                                Не забудь только велосипед положить на бок.

                                • Cellard

                                  Положил, положил. Я даже готов придумать, как синхронизировать вращение обода с массой гайки таким образом, чтобы падение происходило строго через один целый оборот. Этого достаточно, чтобы полетело? Теперь-то я вас правильно понимаю?

                                  • Denus Warrus

                                    А зачем падению происходить целый оборот)? Хотя в принципе тоже неплохая идея, тогда движение будет более прямолинейным. Но я не занимаюсь расчетами, я выложил идею на рассмотрение и даже авторских прав не буду предъявлять, если кто-то это сможет использовать по назначению)))

                                    • mlserg

                                      DENUS WARRUS Не забывайте, оттолкнувшуюся гайку, синхронизировать движение со скорость колеса будет спица. А шар в центрифуге воздух не будет синхронизировать. Он полетит прямо, а не будет продолжать крутиться, как в случае гайки на спице.

                                      • Denus Warrus

                                        Я скинул ссылку на схему. Шар никуда не полетит, инерции не потеряет.

                                        • mlserg

                                          DENUS WARRUS, вы про что речь ведете? про этот эксперимент в космосе в невесомости или на планете с гравитацией? если в невесомости (как вы вначале писали) с центрифугой для создания искусственной гравитацией, то как вы себе это представляете? запущенный в полет неуправляемый шар в космосе будет описывать окружности следуя за вращающейся стенкой без каких либо воздействий из вне непосредственно во время его полета? У вас логика какая нибудь есть? XD

                                          • Denus Warrus

                                            По вашему гайка одетая на спицу вращающегося не притянется к ободу в условиях невесомости)? У вас логика вообще есть)? Чтоб сразу ограничить поток словес, поясню, гайка на спице и шар в трубе испытывают одинаковые воздействия при вращении.

                                            • mlserg

                                              Про трубу изначально речи не было. А гайка на спице притянется из-за того что спица придает центробежную силу, в отличии свободного полета шара.

                                          • Denus Warrus

                                            вращающегося колеса

                                            • Cellard

                                              Взаимодействие гайки и спицы переведет импульс, который был придан гайке, в замедление вращения колеса. Таким образом, кроме энергии для запуска гайки, нужна энергия для поддержания скорости вращения колеса. Вопрос в КПД этой схемы.

                          • Annatole

                            Ну вот зачем вы так. Товарищ Нобеля хотел. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

                            • Зоман

                              DENUS WARRUS, в невесомости, энергия приложенная к шару создаст эффект отталкивания от этого шара, в результате чего капсула немного подастся вперед, но когда шар коснется "дна" капсулы, то энергия сообщенная шару катапультой погасит поступательное движение капсулы, а энергия приложенная к шару, чтоб вернуть его в исходное положение, повернет вектор движения капсулы в обратную сторону, т.е. капсула в лучшем случае будет совершать незначительные возвратно-поступательные движения в космосе. Третий закон Ньютона.

                              Такой же эффект будет, если пружинить шар в "потолок" капсулы. От перестановки мест слагаемых, как говорится...

                              Эффект центрифуги не создаст внутри капсулы гравитационное поле, он создаст центробежную силу, которая будет удерживать предметы, находящиеся на стенках капсулы, на стенках капсулы. Шар будет расположен в "точке Дагранжа" капссулы и если он сместится к стенке капсулы, то получится вращающийся в космосе эксцентрик.

                              Поймите, в космосе могут существовать 2 типа движения космических кораблей: реактивное и гравитационное. Если к космическому кораблю не прилагается импульс извне, либо не создается импульс за счет выброса вещества из косм.корабля, то двигаться этот корабль не будет.

                        • morxod

                          Мышления на уровне каменного века, он тоже кидал камни в Солнце.

      • Denus Warrus

        Нарисуй эпюру и поймёшь, направление вектора то же...если я ничего не путаю.

        • MilkyWay

          DENUS WARRUS, ничего не получится! Во-первых, сила гравитации и центробежная силы не идентичны, у них разная природа и разное действие. Центробежная сила действует только на предметы на поверхности вращения, гравитационная-дальнодействующая. Ваш шар в вакууме может находиться в миллиметре от бешено вращающегося колеса и никак им притягиваться не будет. Поэтому отскочивший от катапульты шар ударится о противоположную стенку колеса с той же силой, с какой отлетел от катапульты и система придет в равновесие-вернется на то же самое место, откуда сдвинулась. Во вторых, для толчка катапульты нужен расход рабочего тела-что-то должно шар толкнуть вверх-нужен расход топлива и т.д. А они имеют вес, массу. В третьих, КПД системы будет ничтожным - колебания будут затухающими около одной точки в пространстве ( если подскок был однократный), или маятникообразными около той же точки в пространстве, если будет сила, подбрасывающая шар вверх. (Плюс еще множество других "но"). Двигатель по этому принципу невозможен.

          • Denus Warrus

            ШАР НАХОДИТСЯ В ЗАПАЯННОЙ ТРУБЕ!!!! Лениво перейти по ссылке и посмотреть?

            • MilkyWay

              При чем здесь запаянная труба? Хоть в 100 трубах. Шар отлетит на противоположный конец 100 запаянных труб и ударит по нему с той же силой, с которой отлетал. Плюс потери энергии ( переход энергии в тепло) на тепло при ударе по обоим концам труб, плюс ничтожный КПД работы катапульты ( переход энергии в тепловую в пружине при ее сжатии и т.д. и т.п.). Колебания будут затухающими при однократном подскоке ( даже если отражение будет на 99% упругим), и затухающими гораздо медленнее при многократном подскоке шара. И не путайте гравитацию и центробежную силы! У них разная природа и разное действие на тела (см.выше)! Да, и запаянная труба только добавит массу, то есть, уменьшит кпд системы.

              • Denus Warrus

                Он не ударит. Шар находится под воздействием центробежной силы почитайте статью в википедии под названием "Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции". Всё я закончил диалог, благодарю за беседу.

                • Est

                  Вы не правы.
                  Вам все правильно и по полочкам разложили.

                  Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции будет верен лишь до тех пор, пока находится в состоянии покоя относительно стенки центрифуги.

                  Можете поинтересоваться у любого школьного учителя физики по поводу своей идеи, и можете не сомневаться, что вам скажут ровно то же самое

                  • cormchij

                    "Можете поинтересоваться у любого школьного учителя физики....."
                    Если бы ОНО знало, что такое школа и физика, то не несло бы такую чушь.
                    Ведь для таких, любая наука сплошное непонимание, по причине скудоумия и уверенности, что "все эти ученые занимаются только тем , что пилят бабло".
                    Они ведь черпают "знания" с вконтактике и ютуба, ведь там интересно, картинки, а не занудство учителей в школе, которые их "таланту" не дают должной оценки, за еще и к доске вызывают.

                • Est

                  По поводу примера с колесом.

                  Гайка у вас жестко закреплена на спице, а значит находится в состоянии покоя относительно обода колеса.

                  Если вы не будете вставлять гайку в спицу, а положите гайку рядом, или подвесите на ниточке рядом с ободом, то заметите, что никакой гравитации не появилось.

                  Ну хотя любое тело с ненулевой массой обладает гравитацией, но в данном случае гравитация будет ничтожно мала

                • voviliamus

                  Чтобы переместить подброшенный шар из центра колеса обратно к "ободу" центробежной силой нужно затратить энергию, то есть вращение центрифуги будет тормозиться. Поэтому не получится один раз ее раскрутить и оставить. Нужно будет постоянно ее разгонять, компенсируя замедление вращения. А чем ее разгонять в космосе? Той же реактивной тягой.

    • lozivan

      Не робоча, але дякую , посміявся на славу

  2. Зоман

    Надо Маску поручить раскрутку этой концепции. Уверен, что и под эту лавочку он стриганет деньжат на создание вида "кипучей" деятельности.

  3. Sergeysk2

    Любое изобретение в этом мире НЕ может нарушать законы физики!! Вообще!! Никогда!! Мы живём в физическом мире, где всё завязано на физических законах.

    Другое дело, что люди или не знают законы физики, или ещё не открыли новые.

  4. Faustus Ort

    Современная физика признаёт существование и Вещества и Поля Признаёт существование потенциальной и кинетической форм энергии. Остаётся только за кадром РАЗНОЕ соотношение потенциальной и кинетической энергии для разных геометрических метрик или рангов мерности поля, в том числе. Никто же не удивляется следствию закона Бернулли для текущих жидкостей... тут аналогия не совсем корректная но уместная. Контакт двух сущностей с РАЗНЫМИ геометрическими метриками приведёт к возникновению дельты между содержанием потенциальной потенциальной энергии и соответственно, кинетической и кинетической энергии. Потенциальная энергия недоступна для современной технологии и цивилизации, основанной на даре Прометея, и рассматривать её не обязательно а вот "чистая" дельта кинетической энергии это не что иное как крутящий момент или тяга. Так что оставим не нужные споры... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  5. Kumaravle

    Что то уже надоели новости про этот ЕМ драйв, всё, вот теперь когда я услышу что в космосе летает какая то штука с помощью этой технологии, тогда и ознакомлюсь с этим, а счас это какая то потеря времени.

    • justromagod

      Дело в том что некоторые технологии убивают, потому что они невыгодны элите, например бесплатное электричество для всех от Николая Теслы (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Est

        Ну да, всемирный заговор и все дела
        Потенциальная аудитория Рен-ТВ

        • qwec123

          Если внимательно приглядется и проанализировать то явно овидишь что с миром чтото не так, и пастухи стада человеческого ведут в какуюто не ту сторону (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • justromagod

          Так эта вся статья для аудитории РенТВ, двигатель , странно что другая аудитория даже читает это (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • LM

            Я понимаю, что рептилоиды в ахуе от проигрыша клинтон, но двигатель то зачем с дерьмом смешивать ))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.