Image default
Kosmos

EmDrive – niemożliwy napęd, który naprawdę działa, chociaż nie wiadomo dlaczego. I nie, to nie SF!

[showads ad=rek3]

Szybki wykład z fizyki. Jak działa rakieta? Do komory spalania dostarczamy paliwo i utleniacz, tam następuje zapłon, gazy wylotowe trafiają do dyszy, która generuje siłę ciągu, która popycha statek kosmiczny. Czyli wykorzystanie trzeciej zasady dynamiki Newtona w praktyce. Akcja: siła ciągu w generowana w dyszy, reakcja: ruch rakiety. Jeśli chcemy coś wysłać na orbitę, jest to całkiem dobry i relatywnie tani sposób. Problem pojawia się jednak, gdy statek kosmiczny ma polecieć na Księżyc, Marsa lub gdzieś dalej. Wtedy potrzebna ilość paliwa znacznie utrudnia całe przedsięwzięcie. Jako alternatywę można zastosować silnik jonowy, który generuje ciąg, przez rozpędzanie atomów kseonu. To rozwiązanie także wymaga zabrania ze sobą paliwa. Kolejną alternatywą są żagle słoneczne. A potem wkraczamy w rejon bardziej „fiction” niż „science”.

Mamy też EmDrive. Absolutnie eksperymentalną konstrukcję opracowaną w 2001 roku przez brytyjskiego naukowca Rogera Shawyera. Jeśli wcześniej o nim nie słyszałeś, to pewnie dlatego, że niewiele osób w ogóle się tym tematem interesowało. Co to takiego? W dużym skrócie, jest to system napędowy, który nie wykorzystuje zjawiska elektromagnetycznego zachodzącego wewnątrz silnika do wywołania sił i momentów pozwalających wprowadzić w ruch. Sam silnik nie potrzebuje paliwa, co (w teorii) sprawia, że jest lekki i tani w użytkowaniu. I tu pojawiają się interesujące problemy. Zgodnie z zasadą zachowania pędu Newtona, suma sił i momentów WEWNĄTRZ systemu pozostaje stała. A mówiąc prościej: o ile ktoś tego silnika nie popchnie, to nie powinien się ruszyć. Ponadto silnik jest bezreakcyjny, czyli nie spełnia III zasady dynamiki Newtona. Sam silnik to zamknięty stożek z magnetronem, który ‘wpycha’ mikrofale do wnętrza stożka, co powoduje powstanie minimalnej siły ciągu. Koncepcje badano wielokrotnie w różnych zespołach naukowych, z różnymi wynikami. Osiągany przez EmDrive ciąg mógł wynikać zarówno z jego cudownych i niezrozumiałych właściwości, jak i… błędów aparatury pomiarowej.

Silnik NASA EmDrive
Silnik NASA EmDrive

Aż do listopada tego 2015 roku. NASA Eagleworks Laboratories przeprowadziła kolejną serię testów na poprawionej konstrukcji. Póki co nie pojawił się żaden oficjalny i potwierdzony artykuł opisujący eksperyment. Ciekawe jest też to, że ostatnie badania potwierdziły, że napęd działa. Nie odpowiedziały jednak na pytanie: JAK działa? Pośród wyjaśnień pojawiły się dotąd nieznane aspekty mechaniki klasycznej, zjawiska elektromagnetyczne oraz teoria o „warp bubbles” (tak, EmDrive może być zalążkiem napędu Warp ze Star Trek). Na razie oficjalną odpowiedzią jest: „Po prostu działa”… Podczas ostatnich eksperymentów wyeliminowano oddziaływania magnetyczne, wpływy rozszerzalności cieplnej oraz inne czynniki, które mogłyby zaburzać wyniki. Przypuszczam więc, że eksperyment był dokładny i dobrze przeprowadzony.

No dobrze, a co to oznacza dla Ciebie, czy dla mnie? Teoretycznie, napęd pozwala na osiągnięcie bardzo dużych prędkości, nawet zbliżonych do prędkości światła. Oznacza to, że podróż na Księżyc mogłaby trwać kilka godzin, podróż na Marsa w kilka dni, a osiągnięcie granicy układu słonecznego poniżej pół roku. Dla porównania, sonda New Horizons, która w tym roku fotografowała Plutona leciała tam 9 lat. Zastosowanie tego napędu powinno bardzo ułatwić i obniżyć koszty podróży międzyplanetarnych. Co z kolei może ułatwić kosmiczne górnictwo (o czym pisałem TUTAJ) oraz inne coraz mniej fantastyczne idee związane z eksploracją kosmosu. Wygląda na to, że moje marzenie o locie w kosmos może się spełnić… i to szybciej niż myślałem.

[showads ad=rek3]

Źródła: digitaltrends 1, 2,
Foto: z Flickr na licencji: NASA/Sandra Joseph, Kevin O’Connell

8 komentarzy

AndrzejF Styczeń 8, 2016 at 9:29 am

Zasada zachowania energii we wszechświecie jest łamana, może teraz przyszedł czas na zasadę zachowania pędu.

Jedrzej Mosiezny Styczeń 8, 2016 at 9:04 pm

Dziękuję za lekturę i komentarz. W wielu dziedzinach fizyki eksperyment ma pierwszeństwo przed wynikami obliceń. Fizyka kwantowa i dziwne, czasami nielogiczne zjawiska są tego doskonałym przykładem, jak chociażby eksperyment z fotonem, który jest wszędzie. Myślę, że odpowiedź na pytania dlaczego zasady zachowania pędu i energii nie obowiązują poznamy w ciągu kilkunastu lat.

AndrzejF Styczeń 8, 2016 at 9:23 pm

Chciałbym się tego dowiedzieć jeszcze za mojego życia, ale mam obawy czy zrozumienie fizyki kwantowej czasami nas nie przerasta. Sam Einstein do końca nie potrafił pogodzić się z tym co odkryto. Dobrze, że przynajmniej umiemy z niej korzystać.

Jedrzej Mosiezny Styczeń 8, 2016 at 9:47 pm

Myślę, że mamy szanse się dowiedzieć. Według mnie najlepsze w nauce jest gdy coś niezwykle skomplikowanego udaje się przedstawić w formie ładnego równania, które działa i da się przerobić na funkcjonujący mechanizm.

Damian Młodziankowski Styczeń 8, 2016 at 12:34 pm

W USA jest firma nazywa się Scalpel Drive i też twierdzi że zrewolucjonizuje rynek transportowy. Niestety jej obecna strona jest dostępna tylko dla wybranych więc podaje link do starszej wersji. http://scalpeldrive.com/sdihome.html

Jedrzej Mosiezny Styczeń 8, 2016 at 9:19 pm

Dziękuję za linki i hasła do dalszej lektury. Myślę, że w Polsce dużo się dzieje, tylko informacje o osiągnięciach polskich naukowców nie trafiają do szerokiej publiczności.

Damian Młodziankowski Styczeń 9, 2016 at 7:35 am

Nie trafiają do szerokiej publiczności z powodu braku reklamy? Czy jest to przemyślane ze względu na wypracowanie pewnej przewagi nad resztą świata? Tu ma pan jeszcze dwa takie interesujące linki “A plausible advanced propulsion device to go to Mars” http://www.i-sss.org/upload/toc/JOSE/4/2/323/JOSE_323.pdf Proszę zwrócić uwagę że w jednej z wcześniejszych prac “The Morningstar Energy Box” http://www.rexresearch.com/roschin/murad-mebox.pdf jeden z autorów John E. Brandenburg pracował dla Orbital Technologies Corporation. A Orbital dostał teraz duży kontrakt dotyczący badań nowych napędów od NASA.

Jedrzej Mosiezny Styczeń 9, 2016 at 5:47 pm

Myślę, że nie trafiają z powodu tego, że fizyka kwantowa jest raczej niszowym tematem. Tym bardziej cieszy mnie zainteresowanie tematem na 90sekund.pl Czy przemyślane? Nie wiem. Dziękuję za kolejne linki i artykuły.

Komentowanie zamknięte