EmDrive

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Установка EmDrive, созданная в лаборатории NASA Eagleworks[en] для экспериментов, и измерительное оборудование.

EmDrive — гипотетическая двигательная установка, состоящая из магнетрона и резонатора, предполагаемая работоспособность которой не согласуется с современными научными представлениями[1]. Экспериментальные данные не дают однозначного подтверждения или опровержения её работоспособности[2][3].

Была впервые предложена инженером Роджером Шойером. Используемый в ней магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, и, по заявлениям автора, стоячая волна электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги[4]. Вовне резонатора не испускается ни вещество, ни электромагнитное излучение; даже если бы создаваемые магнетроном микроволны полностью излучались в одном направлении (в этом случае получился бы фотонный двигатель), полученная тяга была бы значительно меньше заявленной тяги EmDrive[8].

Отсутствие расходуемого рабочего тела у этого двигателя нарушает закон сохранения импульса[9][10], какое-либо общепринятое объяснение этого противоречия авторами разработок не предложено — сам Шойер опубликовал нерецензированную работу с объяснением, но физики отмечают, что теория радиационного давления более сложна, чем упрощённый аппарат, использованный Шойером[11].

Физики объясняют полученные экспериментаторами результаты ошибками в экспериментах[12]. В эксперименте Eagleworks 2016 года ошибки пока не обнаружены, что, однако, не гарантирует, что они не будут обнаружены позднее[13].

Хронология испытаний[править | править вики-текст]

В декабре 2002 года британской исследовательской компанией Satellite Propulsion Research был представлен первый действующий прототип, развивающий усилие 0,02 Н. Компания основана аэрокосмическим инженером Роджером Шойером[14][15].

В октябре 2006 года той же компанией был показан прототип, развивающий усилие 0,1 Н[16].

В период 2008—2010 годов в китайском Северо-западном политехническом университете под руководством профессора Яна Цзюаня был создан прототип, якобы развивавший усилие 0,72 Н[17][18]. В 2016 году результаты этой статьи были опровергнуты её авторами, так как была обнаружена большая ошибка в измерениях, после исправления которой измеренная тяга оказалась в пределах шума измерений[19][20].

В период 2006—2011 годов американской компанией Cannae LLC под руководством Гвидо Фетта был создан «Cannae Drive» (также известен как «Q-drive») — двигатель, работающий на аналогичном принципе[21][22][23].

В 2013—2014 годах двигатель испытывался в лаборатории NASA «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[24][25][26]. Уайт считает, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума[27].

Испытание проводилось 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[24].

Испытания резонатора были проведены на очень низкой мощности (в 50 раз меньшей, чем при эксперименте Шойера в 2002 году, и в 150 раз меньшей, чем при эксперименте в Китае[28] в 2010 году), но чистая тяга при пяти запусках составила 91,2 мкН при подводимой мощности 17 Вт. Кратковременная наибольшая тяга составила 116 мкН при той же мощности[24].

Публикация работы Eagleworks привела к тому, что иногда EmDrive описывается как «опробованный NASA», хотя официальная позиция агентства другая: «Это небольшой проект, который пока не привёл к практическим результатам»[29].

В апреле 2015 года британский инженер Роджер Шойер (англ. Roger John Shawyer) получил английский патент (GB 2537119) на версию двигателя EmDrive[5].

В июле были проведены испытания под руководством Мартина Таймара в Дрезденском техническом университете[15]. Учёный не подтвердил, но и не опроверг работоспособность EmDrive[30][31].

Для предполагаемого факта работоспособности EmDrive предложены различные теоретические объяснения, противоречащие, однако, установленным в физике представлениям о природе вакуума, инерции и электромагнитных волн[32].

17 августа 2016 года Гвидо Фетта объявил, что намерен запустить экспериментальный образец «Cannae Drive» на орбиту и проверить его в действии[33].

В ноябре 2016 года была опубликована работа[6], выполненная инженерами лаборатории NASA Eagleworks (в лаборатории работают два добровольца-исследователя под эгидой НАСА с бюджетом 50 тысяч долларов в год, что по мнению некоторых специалистов недостаточно для высокоточных исследований[34]), в которой делается вывод о работоспособности EmDrive. Согласно этой статье, двигатель смог развить тягу в 1,2 ± 0,1 мН/кВт в вакууме (проверялись мощности 40, 60 и 80 Вт)[35]. В статье предполагается, что работоспособность двигателя может объясняться при помощи теории волны-пилота[36].

В сентябре 2017 года появились новые сообщения об успешном создании работающего прототипа двигателя EmDrive в Китае[37][38].

Испытания в космосе[править | править вики-текст]

В декабре 2016 года, ссылаясь на пресс-конференцию одной из дочерних компаний Китайской академии космических технологий (CAST), издание International Business Times[en] сообщило, что прототипы двигателя EmDrive отправлены в космос[39] для проверки на борту космической лаборатории «Тяньгун-2» (месяцем ранее анонимные источники издания заявляли об отправке прототипов на борт «Тяньгун-2» и испытаниях на борту беспилотного космического аппарата X-37B ВВС США[40][41][42]), а правительство КНР с 2010 года финансирует исследования двигателя.

Доктор Чэнь Юэ (Chen Yue) из CAST, согласно публикации International Business Times, подтвердил факт изготовления прототипа двигателя для тестирования на низкой околоземной орбите[43][44][45][46].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Владимир Королев То, чего не может быть // Популярная механика. — 2017. — № 2. — С. 46-49.
  2. Brendan Hesse. Here’s the 411 on the EmDrive: the ‘physics-defying’ thruster even NASA is puzzled over. Digital Trends (7 мая 2016). Проверено 7 августа 2016.
  3. Учёный объяснил работу нарушающего закон сохранения двигателя. lenta.ru (21 апреля 2016). Проверено 20 июня 2016.
  4. Roger Shawyer Second generation EmDrive propulsion applied to SSTO launcher and interstellar probe // Acta Astronautica. — 2015-11-01. — Vol. 116. — P. 166–174. — DOI:10.1016/j.actaastro.2015.07.002.
  5. 1 2 Roger John Shawyer. Патент GB 2537119 // Сайт Ipo.gov.uk
  6. 1 2 Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum // Journal of Propulsion and Power. — С. 1–12. — DOI:10.2514/1.b36120.
  7. Андрей Борисов. На пустом ведре. Lenta.ru (31 октября 2016). Проверено 13 сентября 2017.
  8. «The detector antenna geometry ensures that only a small fraction of the reflected electromagnetic wave 19 is extracted from the cavity»[5]; «Leaking RF fields are kept very low <...> The performance of a photon rocket is several orders of magnitude lower than the observed thrust»[6]; «У всех EmDrive есть одна странная особенность — при работе двигателя не фиксируются выбросы фотонов или других частиц из его резонатора»[7].
  9. Hambling, David EmDrive: China's radical new space drive. Wired UK. Wired UK (6 February 2013).
  10. Tucker, Bill The Power Of The Force; The Curious Case Of The EmDrive (6 December 2015). Проверено 20 февраля 2016.
  11. Rothman, Tony & Boughn, Stephen, "The Lorentz force and the radiation pressure of light", arΧiv:0807.1310 
  12. Dvorsky, George No, German Scientists Have Not Confirmed the "Impossible" EMDrive. io9. Gawker Media (28 July 2015).
  13. Brian Koberlein. NASA's Physics-Defying EM Drive Passes Peer Review. Forbes (19 ноября 2016). Проверено 23 ноября 2016.
  14. A force for space with no reaction. www.eurekamagazine.co.uk. Проверено 20 июня 2016.
  15. 1 2 Учёные не могут найти подвох в «невозможном» двигателе EmDrive. hi-news.ru. Проверено 20 июня 2016.
  16. No-propellant drive prepares for space and beyond. www.eurekamagazine.co.uk. Проверено 20 июня 2016.
  17. David Hambling. EmDrive: China’s radical new space drive (англ.). Wired UK. Проверено 20 июня 2016.
  18. Yang Juan, Wang Yu-Quan, Li Peng-Fei, Wang Yang, Wang Yun-Min, Ma Yan-Jie. Net thrust measurement of propellantless microwave thruster : [англ.] // Acta Phys. Sin. — 2012. — Vol. 61. — P. 110301. — DOI:10.7498/aps.61.110301.
  19. Yang Juan, Liu Xian-Chuang, Wang Yu-Quan, Tang Ming-Jie, Luo Li-Tao, Jin Yi-Zhou, Ning Zhong-Xi (February 2016). «Thrust Measurement of an Independent Microwave Thruster Propulsion Device with Three-Wire Torsion Pendulum Thrust Measurement System» (Chinese). Journal of Propulsion Technology 37 (2): 362–371. DOI:10.13675/j.cnki.tjjs.2016.02.022.
  20. EM Drive Developments, NASA spaceflight forums, discussion of Yang's 2016 paper. forum.nasaspaceflight.com.
  21. Нет, варп-двигатель пока не был случайно изобретён
  22. Cannae Drive
  23. Nasa validates 'impossible' space drive
  24. 1 2 3 David A. Brady et al. Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum (англ.) // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics. — 2014. — DOI:10.2514/6.2014-4029.
  25. David Hambling. 10 questions about Nasa’s 'impossible' space drive answered // Wired, 07 august 2014 (англ.)
  26. В NASA протестировали двигатель, работающий без топлива и опровергающий законы физики. NEWSru.com (4 августа 2014). Проверено 5 августа 2014.
  27. Harold "Sonny" White. Eagleworks Laboratories: Warp Field Physics (англ.). NASA Technical Reports Server. NASA (2013). Проверено 5 августа 2014.
  28. Net thrust measurement of propellantless microwave thrusters
  29. Powell, Corey S.. Did NASA Validate an "Impossible" Space Drive? In a Word, No., Discover magazine (Aug 6, 2014). Проверено 16 февраля 2016.
  30. George Dvorsky. No, German Scientists Have Not Confirmed the “Impossible” EMDrive (англ.). io9. Проверено 20 июня 2016.
  31. Профессор из Германии не доказал работоспособность EmDrive.
  32. Невообразимая тяга. Объяснена работа нарушающего законы физики двигателя. lenta.ru (20 июня 2016). Проверено 20 июня 2016.
  33. David Hambling. The Impossible Propulsion Drive Is Heading to Space (2.09.2016).
  34. Katie M. Palmer. That NASA Warp Drive? Yeah, It’s Still Poppycock. // Wired, 6 мая 2016 года. (англ.)
  35. Подтверждена эффективность нарушающего законы физики двигателя, Lenta.ru (8 ноября 2016). Проверено 8 ноября 2016.
  36. Засосало в пустышку. Подтверждена работоспособность нарушающего законы физики двигателя EmDrive
  37. Is this proof China have cracked Nasa's 'impossible engine'?
  38. Китай испытает в космосе нарушающий законы физики двигатель
  39. EmDrive: Here are the problems China must fix to make microwave thrusters work on satellites: «During the press conference, Li Feng, the chief designer of Cast’s communication satellite division, …its prototype of the EmDrive, which is currently being tested in orbit»
  40. 1 2 China claims to have a working version of NASA’s impossible engine orbiting the Earth — and will use it in satellites 'imminently'
  41. 1 2 EmDrive: Chinese space agency to put controversial microwave thruster onto satellites 'as soon as possible'
  42. EmDrive: US and China already testing microwave thruster on Tiangong-2 and X-37B space plane: «IBTimes UK has been informed that the US Air Force is currently testing out a version of the EmDrive electromagnetic microwave thruster on the X-37B unmanned military space plane, while the Chinese government has made sure to include the EmDrive on its orbital space laboratory Tiangong-2.»
  43. Невозможный двигатель успешно испытали в космосе, Lenta.ru (21 декабря 2016).
  44. "It comes just a month after anonymous sources told IBTimes UK that tests on the EmDrive were underway aboard Tiangong-2."[40]
  45. "Chen confirmed that Cast has developed a test device of the EmDrive and that tests to verify that the device can actually fly are already being carried out in low-Earth orbit." / "This ties in with information sources in the international space industry gave IBTimes UK under condition of anonymity that China already has an EmDrive on its orbital space laboratory Tiangong-2."[41]
  46. 电磁驱动:天方夜谭还是重大突破 "«陈粤介绍,他们已完成了可用于飞行试验的试验装置研制,正在开展在轨验证。»

Ссылки[править | править вики-текст]