«Невозможный двигатель» оказался действительно невозможным

23 Мая 2018 в 18:30, Николай Хижняк 31 242 просмотра 53

Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.

Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.

Камера для проведения эксперимента и ее схема


Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.

Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.

Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.

В качестве таких факторов может выступать магнитное поле Земли, отмечают исследователи. Физики добавляют, что все участвующие в эксперименте приборы были экранированы, а также использовались коаксиальные кабели везде, где только можно, однако поле все равно могло проникнуть внутрь установки через места их соединений. Конечно, оно должно было сильно ослабиться, однако величина измеренной тяги так мала, что ее вполне можно списать на этот эффект. В самом деле, напряженность магнитного поля Земли примерно равна 50 микротесла, а сила тока, питающего усилитель, достигала двух ампер. Используя закон Ампера, легко рассчитать, что в таких условиях тягу около двух микроньютон может создать участок провода длиной всего два сантиметра. Для устранения этой силы следует экранировать усилитель и камеру одновременно, увеличивая размер металлической клетки Фарадея. Авторы статьи подчеркивают, что во всех предыдущих измерениях тяги EmDrive такое экранирование не производилось, а потому их результаты следует тщательно перепроверить.

Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.

Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.

В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.

Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.

Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.

«Невозможный двигатель» оказался действительно невозможным

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

53 комментария

  1. mr Vanya

    +
    Запутанность фотонов на очереди (в смысле как способа мгновенной передачи информации)

    • Lazer

      mr, Никто никогда из физиков не говорил, что запутанность фотонов можно использовать для мгновенной передачи информации.

  2. matva

    Но ведь на орбите Земли он будет работать! А уж на орбите Юпитера и Сатурна и подавно! Это же какая экономия в топливе будет для поддержания орбиты спутников. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • ZVV

      matva, Я так понял, что в ходе эксперимента его отключали, а тяга все равно была на том же уровне. То есть двигатель вообще тягу не создаёт. Он бесполезен

      • matva

        ZVV, Сложно представить как они экранировались от всего-всего. Эксперимент надо проводить не на Земле, а в космосе. И они как раз его не отключали. Если его отключить то, и это естественно, ничего не будет. Там дело в том, что при его работе, но повороте на 90 градусов он должен был уравновешиваться (насколько я понял: с подвешивающей системой) , а этого не было. В общем без магнитного поля Земли (или любой другой планеты) он работать не будет. Поэтому я и писал, что на орбите он может оказаться полезным. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • Elitnyy2

        ZVV, Может потому тяга создаётся в этом случае , что стоячая волна не сразу исчезает после отключения питания (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. Spaceman

    Вот двигатель типа 'В' точно будет работать

  4. Dopamine

    Кто бы сомневался, что эта херь не работает. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • MASking

      Dopamine, "Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году." - Ученым потребовалось 19 лет для проведения различных экспериментов и они до сих пор не уверены как он работает! Может это устройство вообще перенаправляет гравитацию и если его увеличить в 1000 раз может быть оно начнет искривлять пространство и время и станет чем то вроде машины времени или проявит антигравитацию и даст новый точек в развитии, а может вообще она работает на уровне квантов и создаст прорыв в квантовой науке! Говорить "что эта херь не работает" спустя 19 лет - как то слабо верится

      • deaddreams

        MASking, голимое ведро искривляет пространство и время? Вот это фантазия батенька.

        • MASking

          deaddreams, интересно что можно на фантазировать за 19 лет - ладно Я, ученые и то фантазеры даже специальную установку построили для "голимое ведро", ты только прикинь только на эту установку ушло 4 года финансирования зарплаты ученых, покупки приборов, оборудования, расходных материалов, а еще проводились исследования другими учеными которым тоже платили зарплату и все ради фантазии, а ты говориш "голимое ведро"

  5. Desperad0s

    Что то я не понял, чего они там опровергли: сначала они зафиксировали тягу, потом подавили электромагнитные колебания, а тяга осталась.
    Далее делается какой-то необъяснимый вывод, что раз она осталась, то это какие-то внешние силы (предположительно магнитное поле земли, но это не точно) и двигатель не работает.
    По мне так они только доказали наличие тяги двигателя на Земле и тот факт, что тяга создаётся не электромагнитными колебаниями, а чем-то другим (чем другим не доказали)

    • Vladimir8

      Desperad0s, Вообще непонятно почему бы не увеличить мощность? Те же 60 ватт и 80 микроньютонов или еще больше вместо их несчастных 2 ватт и 4 микроньютонов, тогда бы точно отсекли все остаточные влияния кабелей и проблемы экранировнания. Им что мощности жалко? Как то подозрительно.
      Вполне возможно что остаточная тяга создается как раз фоном земли, сомневаюсь что они там все супер идеально экранировали. Я не физик, но возможно те же нейтрино или частицы с высокоэнергетическим потенциалом проникают через кабель, листы и бетон и резонируют в этом ведре. Может это и есть неучтенные факторы.
      Миф не развенчан, вот если бы они сказали - мы повышаем мощность, а прироста тяги почти нет или вообще отсутствует как таковая, тогда другое дело. А так - не убедили. Темнят ребята.

  6. AMDRYZEN

    В чем проблема , поставьте один на орбиту и смотрите работает или нет зачем эта Санта Барбара (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. Reborn

    Столько сил тратят на доказательство, что это невозможно, вместо того, чтобы просто это использовать

  8. triodpentod

    что и требовалось доказать и было ясно всем физикам
    ещё несколько лет назад.
    тем которые имеют разум, разумеется. :-]

    • MASking

      triodpentod, закон не рушим - так как закон переписывают, дополняют и совершенствуют - но он остается законом

      подождите - еще не успели закон подправить, еще не нашли доказательства (кошка Шреденгера еще не умерла, так как еще не живет)

    • [email protected]

      triodpentod, если бы это было ЯСНО ВСЕМ, то не занимались бы даже таким откровенным распилом средств... "ясно всё" только профанам с их уютных диванов... увы

      • triodpentod

        [email protected], нет, все истории подобные сабжу происходят исключительно
        только потому что катастрофически упал уровень образования
        и нынешние физики с учёными степенями на уровне пятого
        класса школьника времён СССР, только и всего, увы.
        народилась масса дебилов и даунов приклеивающихся к науке

  9. amd212

    Сразу было ясно, что вся история с ЭМ драйвом "голый фэйк"

    • MASking

      amd212, 19 лет разбирались - какие же ученые тупые (сарказм)

      • amd212

        MASking, Никто не разбирался.
        Принцип "Неуловимый Джо". Микроньютоны тяги на килограммы собственного веса не интересуют ни-ко-го :-(
        С тем же успехом можно использовать фонарик в качестве "фотонного двигателя" :-)

  10. deaddreams

    Это было ожидаемо. Чудес не бывает.

    • Reborn

      deaddreams, Так думали и в средние века.

      • deaddreams

        Reborn, так думают и до сих пор создатели "вечных двигателей" и энергии из ничего. Бывает.

        • unicle

          deaddreams, Да причем здесь чудес не бывает - все окружающее нас пространство - энергия, просто нет технологий использования, потому что нет знаний. Кто то что то когда то откроет и будем использовать. А говорить что чудес не бывает это все равно, что признать прямо сейчас, что вам все известно об окружающем мире. Когда нибудь даже законы физики дополнят и перепишут. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  11. Filonov

    Эти "учёные" думают в первую очередь о деньгах. Раз солнечьный ветер талкает парус, значит возможен обратный эффект, т.е. Тупо фонарик в космосе будит лететь, и не надо возражать чтр солнечьный ветер это не поток фотонов а газ, плазма, они там тоже есть, но как и в случае с проектами по лазерной подпитке паруса, тяга саздаётся самими фотонами. Т.Е. Двигатель однозначно работает, но тягу надо создавать во всём диапазоне волн, от гамма, до инфрокрасного излучения, а топливо ужузвените нужно всегда

  12. Ce3apyc

    Сделали бы поворотный стол без трения, например, на магнитной левитации, разместили бы всю конструкцию с независимым питанием так, чтобы предполагаемая тяга была направлена по касательной к окружности стола, и все это в вакууме - вот тебе и весь испытательный стенд. Если тяга сохранялась бы постоянной, вращение ускорялось бы с постоянным ускорением и стало бы куда более наглядным доказательством наличия тяги.

    • PROVOCATOR

      Ce3apyc, Весьма неплохо. А также, чтобы исключить влияние внешней среды на проводники и т.п., поместить это всё с независимым источником энергии внутрь клетки фарадея. И включение-выключение на таймер поставить. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  13. Elitnyy2

    Зачем экранировать магнитное поле Земли, если в этом и вся суть !!!!!!!! Таким можно летать , движитель магнитный. Ну не всегда нужна реактивная тяга , только в открытом космосе, а в пределах солнечной системы М-драйв - самое то, это и есть технология НЛО, дисколетов. Дайте больше мощности, да так, чтобы земля поджарилась снизу как продукты в микроволновке , и двигатель рванет разорвав потолок. Гуглите мою статью "Подробное научное описание принципа полета НЛО" (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  14. Elitnyy2

    Эти учёные пытались найти реактивность , хотя тут другой принцип - магнитный . Это все равно что пытаться электричку переделать зачем-то в паровоз . Наивные (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  15. Got1530

    реально бредовый вердикт, магнитное поле земли! а если будет магнитное поле Солнца или Юпитера.

    • Elitnyy2

      Got1530, Можно использовать магнитные поля и других об'ектов Солнечной системы , а за пределами - пускать дисколеты через звёздные врата (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  16. evetrov

    Когда его на орбиту запустят уже?

    • mr Vanya

      evetrov, На орбите полно железных спутников. Человечество во всю использует магнитные поля Солнца, Земли, Луны, Венеры, Марса ...

  17. SERGZV

    4 года измеряли измеряли до тех пор пока приборы не показали нулевую тягу. Ну всё теперь довольны можно публиковаться... Как будто у учёных стояла цель затоптать проект и они это сделали....

  18. Aaa-p

    Короче это ведро можно заменить мотком проволоки, подать ток, эффект будет такой же...

  19. [email protected]

    Искателям и просто _верующим_ в возможность быстро, круто и стильно перемещаться могу только передать пламенный привет! ))) Да, я один из тех людей, которые видели НЛО ) Доказать не могу, увы. Да, это круто. Да, они летают (перемещаются) фантастически быстро даже в плотных слоях атмосферы, да, они достаточно компактные, да, ускорения (в том числе отрицательные, читай -- торможение) феноменальные. Нам осталось, товарищи-господа, только повторить, подобрать ключ к технологиям, сделать открытия, ведь если эти "некто" (не утверждаю, что это какие-то там "зелёные человечки", т.к. объекты могли быть и необитаемыми автоматами) могу так, то и мы сможем! ))) Я в вас верю, учёные! Хотя вы скажете, что вера это глупо и ты пойди докажи. Ха-ха. Шутка.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.