Dresdenin teknisen yliopiston tutkijat mittasivat "mahdottoman moottorin" EmDriven, joka ei vaadi polttoainetta, työntövoiman ja rikkoo vauhdin säilyttämistä koskevaa lakia, ja päättelivät, että täällä ei ole taikuutta. Kokeilu osoitti, että rekisteröity työntövoima selittyy laitteiston riittämättömällä suojauksella ja seurauksena aikaisemmin huomioimatta maapallon magneettikentän vaikutuksesta. Tutkijat kertoivat havainnoistaan avaruuskäyttökonferenssissa.
Martin Taimarin johtamat tutkijat mittasivat EmDriven työntövoimaa vääntölaitteella, jota hän paransi jatkuvasti neljän vuoden ajan. Tämän asennuksen toimintaperiaate muistuttaa vääntötasapainoa, joka keksittiin 1800-luvun lopulla ja jota käytettiin kokeellisesti Coulombin ja Newtonin lakien testaamiseen. Vääntövaaka on tasapainoinen varsi, joka on ripustettu pystysuoraan kierteeseen. Kun ulkoiset voimat vaikuttavat vipuun, se kääntyy ja taipumakulmaa voidaan käyttää arvioimaan kohdistettujen voimien suuruutta. Saksalaisten tutkijoiden asennuksessa langan sijasta käytettiin herkkiä vääntöjousia, jotka pitivät kameraa moottorilla, ja kameran siirtymä mitattiin laserinterferometrillä. Tämä antoi mahdolliseksi kiinnittää työntövoima useiden mikroneuvojen luokkaa.
Kokeen kammio ja sen asettelu.
Tietenkin tutkijat yrittivät vähentää niin paljon kuin mahdollista ulkoisten voimien mahdollista vaikutusta, joka voidaan sekoittaa "mahdotonta moottoria" koskevan työntövoiman kanssa. Tätä varten kamera asennettiin erilliseen betonilohkoon, joka vaimentaa perustuksen tärinää. Kammio evakuoitiin paineeseen, joka oli luokkaa yksi pascaali (100 tuhatta kertaa vähemmän kuin ilmakehä), kaikki tärkeät asennuksen osat suojattiin ulkoiselta sähkömagneettiselta säteilyltä metallilevyillä ja he yrittivät myös estää elektroniikan ylikuumenemisen säätelemällä sen lämpötilaa infrapunakameroilla.
Ennen peruskokeiden tekemistä fyysikot kalibroivat asennuksen varmistaakseen, että he olivat todella poistaneet kaikki ulkoiset tekijät. Lopuksi, työntövoimaa mitattaessa, tutkijat käänsivät moottorin kammion sisällä nähdäkseen, vaikuttivatko tuloksiin mahdolliset huomioimatta jäävät tekijät. Ihannetapauksessa, kun sellaisia tekijöitä ei ole, kameran siirtosuunnan tulisi olla vastakkaisella moottorin työntövoiman suunnalla - esimerkiksi moottorin kääntökulmassa 0 astetta kameran siirtymä on positiivinen, 180 astetta, negatiivinen ja 90 asteen kulmassa, se puuttuu kokonaan.
EmDrive-mittaukset osoittivat hieman erilaista käyttäytymistä. Tietysti nollakulmassa työntövoima saavutti neljä mikroniawtonia, joiden vahvistusteho oli luokkaa kaksi wattia, ja kun moottoria käännettiin 180 astetta, siirtymä muuttui -merkki. Siten kävi ilmi, että työntövoiman suhde voimaan on suunnilleen sama kuin kaksi miwtonia kilowattia kohden, mikä on melkein kaksi kertaa enemmän kuin aikaisempien kokeiden tulokset. Siitä huolimatta, fyysikot rekisteröivät edelleen kameran siirtymisen 90 asteen kulmassa, vaikka sen olisi pitänyt puuttua. Lisäksi, kun moottorin sisällä olevien sähkömagneettisten värähtelyjen voima tukahdutettiin lähes satatuhatta kertaa, työntövoiman suuruus käytännössä ei muuttunut. Tämä tarkoittaa, että todellisuudessa kokeessa havaittu työntövoima ei liittynyt moottoriin, vaan ulkoisiin tekijöihin, joita ei otettu huomioon.
Maan magneettikenttä voi toimia sellaisina tekijöinä, tutkijat huomauttavat. Fyysikot lisäävät, että kaikki kokeeseen osallistuvat laitteet olivat suojattuja ja koaksiaalikaapeleita käytettiin aina kun mahdollista, mutta kenttä saattoi silti tunkeutua asennukseen niiden liitosten kautta. Tietysti sen olisi pitänyt heikentyä huomattavasti, mutta mitatun työntövoiman suuruus on niin pieni, että se voidaan helposti lukea tälle vaikutukselle. Itse asiassa maan magneettikentän voimakkuus on noin 50 mikrotelaa, ja vahvistimen virran virta oli korkeintaan kaksi ampeeria. Amperen lakia käyttämällä on helppo laskea, että tällaisissa olosuhteissa noin kahden mikrotunnin työntövoima voi luoda vain kahden senttimetrin pituisen johdinosan. Tämän voiman poistamiseksi suojaa vahvistin ja kamera samanaikaisesti,lisäämällä metallisen Faraday-häkin kokoa. Artikkelin kirjoittajat korostavat, että kaikissa aiemmissa EmDrive-työntövoiman mittauksissa tällaista suojausta ei suoritettu, ja siksi niiden tulokset on tarkastettava huolellisesti.
Ihmiset ovat jo pitkään haaveilleet tähtienvälisestä matkasta, mutta monet tekniset vaikeudet estävät tämän unelman toteutumista. Yksi suurimmista on tarve kuljettaa valtava määrä polttoainetta avaruusaluksella, koska meillä ei ole vielä muita tekniikoita, joiden avulla voisimme kehittää suuria nopeuksia avaruudessa. Luotamme suihkumoottoriin, ja tämä on yksi ongelmista.
Mainosvideo:
Jotta avaruusalus voi lentää aurinkokunnan lähimmän tähden - Proxima Centaurin (etäisyys noin 4,2 valovuotta) kanssa, kuluu polttoaineen massaa, joka on verrattavissa auringon massaan.
Tällä hetkellä kehitetään vaihtoehtoisia tapoja kiihdyttää avaruusaluksia esimerkiksi samojen aurinkopurien avulla, jotka käyttävät auringon tuulen tai lasersäteilyn energiaa työntövoimaan. Esimerkiksi Breakthrough Starshot -hanke ehdottaa pienten alusten (noin gramman paino) laskeutumista Proxima Centauriin, joita aurinkotuuli kiihdyttää ja saavuttaa tähtiä kahdenkymmenen vuoden kuluessa. Tällaisia tekniikoita ei kuitenkaan voida skaalata ihmisen kokoon.
EmDrive-moottori, toinen vaihtoehto suihkumoottorille, osoitti lupaavan tekniikan, joka avaa meille tähtienvälisen matkan. Roger Scheuer ehdotti moottoria jo vuonna 1999. Se koostuu epäsymmetrisestä resonaattorista ja magnetronista, joka ohjaa sähkömagneettista säteilyä siihen ja herättää seisovat sähkömagneettiset aallot. Rakenteen epäsymmetrisyydestä johtuen aallot puolestaan luovat erilaisia paineita moottorin seiniin ja aiheuttavat työntövoimaa.
Tällaisen moottorin toiminta rikkoo vauhdin säilyttämislakia, joka on yksi fysiikan peruslakeista. Lukuisat kokeet kuitenkin väittivät, että EmDrive luo edelleen pitoa. Esimerkiksi marraskuussa 2016 julkaistussa lehdessä NASA: n insinöörit ilmoittivat, että työntövoima on noin 80 mikroniawtonia, joiden sähköteho on noin 60 wattia. Ja kiinalaiset tutkijat julkaisivat viime vuoden syyskuussa myös moottorin toimivan prototyypin, joka on "mahdoton" tieteen kannalta.
Nikolay Khizhnyak