Drēzdenes Tehniskās universitātes pētnieki izmērīja "neiespējamā dzinēja" EmDrive, kura darbināšanai nav nepieciešama degviela, vilci un pārkāpj impulsa saglabāšanas likumu, un secināja, ka šeit nav burvju. Eksperiments parādīja, ka reģistrētā vilce ir izskaidrojama ar nepietiekamu iekārtas ekranējumu un līdz ar to iepriekš nepieņemto Zemes magnētiskā lauka ietekmi. Zinātnieki dalījās atklājumos Kosmosa piedziņas konferencē.
Pētnieki Martina Taimara vadībā izmērīja EmDrive vilci, izmantojot vērpes platformu, kuru viņa konsekventi pilnveidoja četru gadu laikā. Šīs instalācijas darbības princips atgādina vērpes līdzsvaru, kas tika izgudrots 18. gadsimta beigās un ko izmantoja, lai eksperimentāli pārbaudītu Kulona un Ņūtona likumus. Vērpes svari ir līdzsvarota roka, kas ir apturēta uz vertikāla pavediena. Kad ārējie spēki iedarbojas uz sviru, tā pagriežas, un novirzes leņķi var izmantot, lai spriestu par pielikto spēku lielumu. Vācu zinātnieku instalācijā vītnes vietā tika izmantotas jutīgas vērpes atsperes, kas kameru turēja ar motoru, un kameras pārvietojumu mēra, izmantojot lāzera interferometru. Tas ļāva noteikt vilces spēku dažāda mikrotrauma secībā.
Eksperimenta kamera un tās izkārtojums.
Protams, pētnieki centās pēc iespējas samazināt ārējo spēku iespējamo ietekmi, ko varēja sajaukt ar vilci no “neiespējamā dzinēja”. Šim nolūkam kamera tika uzstādīta uz atsevišķa betona bloka, kas nomāc pamata vibrācijas. Kamera tika evakuēta līdz viena paskāla spiedienam (100 tūkstoši reižu mazāka par atmosfēras spiedienu), visas svarīgās instalācijas daļas tika aizsargātas no ārējā elektromagnētiskā starojuma, izmantojot metāla loksnes, kā arī mēģināja novērst elektronikas pārkaršanu, kontrolējot tās temperatūru, izmantojot infrasarkanās kameras.
Pirms pamata eksperimentu veikšanas fiziķi kalibrēja iestatījumus, lai pārliecinātos, ka viņi tiešām ir izslēguši visus ārējos faktorus. Visbeidzot, mērot vilci, pētnieki pagrieza motoru kameras iekšpusē, lai redzētu, vai rezultātus neietekmē kādi nenovērstie faktori. Ideālā situācijā, kad šādu faktoru nav, kameras pārvietošanas virzienam jābūt pretējam motora vilces virzienam - piemēram, pie motora griešanās leņķa 0 grādi kameras pārvietojums ir pozitīvs, 180 grādos tas ir negatīvs, un 90 grādu leņķī tā pilnīgi nav.
Mērījumi ar EmDrive parādīja nedaudz atšķirīgu izturēšanos. Protams, nulles leņķī vilces spēks sasniedza četrus mikronūtus ar pastiprinātāja jaudu aptuveni divi vati, un, kad motors tika pagriezts par 180 grādiem, pārvietojuma maiņas zīme. Tādējādi izrādījās, ka vilces spēka un jaudas attiecība ir aptuveni vienāda ar diviem midawtons uz kilovatiem, kas ir gandrīz divreiz vairāk nekā iepriekšējo eksperimentu rezultāti. Neskatoties uz to, fiziķi 90 grādu leņķī joprojām reģistrēja kameras pārvietojumu, kaut arī tai vajadzēja nebūt. Turklāt, kad gandrīz simts tūkstošus reižu tika nomākts elektromagnētisko svārstību spēks motora iekšienē, vilces spēks praktiski nemainījās. Tas nozīmē, ka patiesībā eksperimentā novērotā vilce bija saistīta nevis ar motoru, bet gan ar ārējiem faktoriem, kas nebija ņemti vērā.
Zemes magnētiskais lauks var darboties kā šādi faktori, atzīmē pētnieki. Fiziķi piebilst, ka visas ierīces, kas piedalījās eksperimentā, bija ekranētas, un visur, kur vien iespējams, tika izmantoti koaksiālie kabeļi, taču lauks joprojām varēja iekļūt instalācijā caur to savienojumiem. Protams, to vajadzēja ievērojami vājināt, taču izmērītā vilces spēks ir tik mazs, ka to var viegli attiecināt uz šo efektu. Faktiski zemes magnētiskā lauka stiprums ir aptuveni 50 mikrotesla, un strāva, kas pastiprina pastiprinātāju, bija līdz divām ampēriem. Izmantojot Amperes likumu, ir viegli aprēķināt, ka šādos apstākļos aptuveni divu mikronraktu vilce var radīt stieples sekciju, kas ir tikai divus centimetrus gara. Lai novērstu šo spēku, vienlaikus pasargājiet pastiprinātāju un kameru,palielinot Faraday metāla būra izmēru. Raksta autori uzsver, ka visos iepriekšējos EmDrive vilces mērījumos šāda ekranēšana netika veikta, tāpēc to rezultāti ir rūpīgi jāpārbauda.
Cilvēki jau sen ir sapņojuši par starpzvaigžņu ceļojumiem, taču daudzas tehniskas grūtības neļauj šim sapnim piepildīties. Viena no lielākajām ir nepieciešamība kosmosa kuģī nest milzīgu degvielas masu, jo mums vēl nav citu tehnoloģiju, kas ļautu mums attīstīt lielu ātrumu kosmosā. Mēs paļaujamies uz reaktīvo vilci, un tā ir viena no problēmām.
Reklāmas video:
Lai kosmosa kuģis varētu lidot uz Saules sistēmai tuvāko zvaigzni - Proxima Centauri (attālums aptuveni 4,2 gaismas gadi), tai būs nepieciešama degvielas masa, kas ir salīdzināma ar Saules masu.
Pašlaik tiek izstrādāti alternatīvi veidi, kā paātrināt kosmosa kuģi, piemēram, ar to pašu saules buras palīdzību, kuru pārvietošanai tiek izmantota saules vēja vai lāzera starojuma enerģija. Piemēram, projekts Breakthrough Starshot ierosina uz Proxima Centauri palaist sīkus kuģus (masas apmēram viens grams), kurus paātrinās saules vējš un divdesmit gadu laikā sasniegs zvaigzne. Tomēr šādas tehnoloģijas nevar pielāgot cilvēka lielumam.
EmDrive dzinējs, vēl viena alternatīva reaktīvo dzinēju piedziņai, parādīja solījumu kā tehnoloģija, kas mums pavērs ceļu starpzvaigžņu ceļojumam. Dzinēju Rodžers Šeuers ierosināja jau 1999. gadā. Tas sastāv no asimetriska rezonatora un magnetrona, kas tajā novirza elektromagnētisko starojumu un ierosina stāvošos elektromagnētiskos viļņus. Savukārt struktūras asimetrijas dēļ viļņi rada dažādu spiedienu uz motora sienām un ir vilces avots.
Šāda motora darbība pārkāpj impulsa saglabāšanas likumu, kas ir viens no fizikas pamatlikumiem. Tomēr daudzi eksperimenti apgalvoja, ka EmDrive joprojām rada vilci. Piemēram, 2016. gada novembrī publicētajā dokumentā NASA inženieri ziņoja, ka vilces spēks ir aptuveni 80 mikrononi ar pielietoto elektrisko jaudu aptuveni 60 vati. Un pagājušā gada septembrī ķīniešu pētnieki arī paziņoja par darbināmu motora prototipu, kas no zinātnes viedokļa ir "neiespējams".
Nikolajs Khizhnyak