Naděje kosmonautiky
Laboratoř Eagleworks sídlící v Lyndon B. Johnson Space Flight Center v Houstonu před pár měsíci potvrdila činnost motoru EmDrive, který musí porušovat jeden ze základních fyzikálních zákonů – zákon zachování hybnosti. Výsledky testu pak byly potvrzeny ve vakuu (1), což rozptýlilo skeptiky jednoho z argumentů proti této technologii.
1. Obrázek zkoušek motoru Fetti zavěšeného na kyvadle ve vakuu.
Kritici však stále poukazují na to, že na rozdíl od zpráv v médiích NASA motor dosud nebyl prokázán, že skutečně funguje.
Například experimentální chyby způsobené zejména odpařováním materiálů tvořících systém pohonu EmDrive - nebo spíše Cannae Drive, protože tak svou verzi EmDrive nazval americký konstruktér Guido Fetta.
Odkud pochází tento spěch?
V současné době v provozu motory kosmických lodí vyžadují vypuštění plynu z trysky, což způsobí, že se loď odrazí v opačném směru. Motor, který ke svému chodu nepotřebuje takový plyn, by byl velkým průlomem.
V současné době, i kdyby kosmická loď měla přístup k neomezenému zdroji sluneční energie, jako je tomu u elektroiontové trysky, pro práci vyžaduje palivo, jehož zdroje jsou omezené.
EmDrive byl původně duchovním dítětem Rogera Scheuera (2), jednoho z nejvýznamnějších evropských leteckých expertů. Tento návrh představil ve formě kónické nádoby (3).
Jeden konec rezonátoru je širší než druhý a jeho rozměry jsou voleny tak, aby poskytovaly rezonanci pro elektromagnetické vlny určité délky.
V důsledku toho musí být tyto vlny, šířící se směrem k širšímu konci, zrychleny a směrem k užšímu konci zpomaleny.
Očekává se, že v důsledku různých rychlostí pohybu budou čela vln vyvíjet různý radiační tlak na opačné konce rezonátoru a tím vytvořit nenulový tah, který pohání loď.
No, Newtone, máme problém! Protože podle nám známé fyziky, pokud neaplikujete další sílu, hybnost nemá právo růst. Teoreticky EmDrive pracuje s využitím fenoménu radiačního tlaku. Skupinová rychlost elektromagnetické vlny, a tedy i síla, kterou vytváří, může záviset na geometrii vlnovodu, ve kterém se šíří.
Podle Scheuerovy myšlenky, pokud postavíte kónický vlnovod tak, že rychlost vlny na jednom konci se výrazně liší od rychlosti vlny na druhém konci, pak odrazem této vlny mezi dvěma konci získáte rozdíl v tlaku záření. , tj. síla dostatečná k dosažení tahu (4).
EmDrive podle Scheuera neporušuje fyzikální zákony, ale využívá Einsteinovu teorii – motor je v jiné vztažné soustavě než „pracovní“ vlna uvnitř. Doposud byly vyrobeny pouze velmi malé prototypy EmDrive s přítlačnými silami v rozsahu mikronewtonů.
Jak vidíte, ne každý tento koncept okamžitě opustí, protože vznikají nové prototypy. Například velká výzkumná instituce, jako je China Xi'an Northwest Polytechnic University, provedla experimenty, jejichž výsledkem byl prototyp motoru s tahem 720 mikronewtonů.
Možná to není mnoho, ale některé z nich se používají v kosmonautika, iontové trysky další už vůbec nevytvářejí. NASA testovaná verze EmDrive je dílem amerického designéra Guida Fettiho. Vakuové testování kyvadla potvrdilo, že dosahuje tahu 30-50 mikronewtonů.
Byl převrácen princip zachování hybnosti? Pravděpodobně ne. Odborníci z NASA vysvětlují fungování motoru, přesněji interakci s částicemi hmoty a antihmoty, které se v kvantovém vakuu vzájemně anihilují a následně anihilují. Nyní, když se ukázalo, že zařízení funguje, by bylo vhodné prostudovat, jak EmDrive funguje.
3. Jeden z modelů motoru EmDrive
Kdo nerozumí fyzikálním zákonům?
Síla, kterou nabízejí dosud vyrobené prototypy, vás nesrazí z nohou, i když, jak jsme již zmínili, některé iontové motory pracují v rozsahu mikronewtonů.
4. EmDrive - princip fungování
Podle Scheuera lze tah v EmDrive výrazně zvýšit použitím supravodičů.
Podle Johna P. Costelliho, známého australského fyzika, však Scheuer „nerozumí fyzikálním zákonům“ a dělá mimo jiné zásadní chybu v tom, že ve svých schématech nezohlednil působení síly zářením na boční stěny rezonátoru.
Vysvětlení zveřejněné na webu Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd uvádí, že jde o zanedbatelnou částku. Kritici však dodávají, že Scheuerova teorie nebyla publikována v žádném recenzovaném vědeckém časopise.
Nejpochybnější je ignorování principu zachování hybnosti, ačkoli Scheuer sám tvrdí, že provoz pohonu ho vůbec neporušuje. Faktem je, že autor zařízení o něm dosud nepublikoval jediný článek v recenzovaném časopise.
Jediné publikace se objevily v populárním tisku, vč. v The New Scientist. Jeho redaktoři byli kritizováni za senzacechtivý tón článku. O měsíc později nakladatelství otisklo vysvětlivky a ... omluvy za zveřejněný text.
