Невъзможен двигател към звездите

Мечтата за звездите постоянно се отлага. Химията ни е извела извън атмосферата и към други планети, но, уви, не е способна на повече от това.

За да стигнем дори до най-близката ни звезда Проксима Центавър – това червено джудже, – ще са ни необходими време и гориво, които не само и фантастиката не може да си представи, но и обезсмислят експедицията.

Има една особеност, която е присъща на повечето летателни апарати и самоходни машини – масата на използваното от двигателите им гориво често е равностойна на масата на привеждания в движение обект.

Това съществено увеличава експлоатационните разходи и ограничава спектъра на приложение на машините от даден тип. Това също е и сложна задача, която човечеството трябва да преодолее, преди да започне да говори за междузвездни полети.

Един от разглежданите начини за придвижване на космическите кораби на бъдещето към дълбините на Вселената предвижда използването на двигател, чийто принцип на работа не се съгласува с основните физични закони. Този двигател използва микровълново лъчение за създаването на тяга.

Проблемът с този двигател е един – повечето физици го смятат за антинаучен. До вчера същите тези физици се смееха над неговия създател – британеца Роджър Шойър. Защо? Защото създаденият от него двигател EmDrive е физически невъзможен, защото той напълно противоречи на фундаменталните закони на физиката.

До Проксима Центавър са 4,2 светлинни години от Земята. Това са 270 000 разстояния от Земята до Слънцето.
© ESA/Hubble

Класическата физика твърди, че за създаването на движение е необходимо да се оттласнеш от нещо – може да са краката и земята, може да са атоми на изгорели или йонизирани газове (йонен двигател, макар и маломощен, вече се прилага в космонавтиката – спомнете си Deep Space 1) и т.н. Така че с описаното устройство няма да се случи нищо – щом нищо не напуска периметъра на устройството, сумарният му импулс остава нулев (справка – закон за съхранение на импулса).

За разлика от тях Роджър Шойър конструира прототипи не една година и дори някак е получил държавно финансиране за своя EmDrive (помогнало му е вероятно това, че той не настоява, че законите на физиката са грешни – той твърди, че самите физици в нещо грешат).

Забележително е, че особеностите на конструкцията на такъв двигател не предвиждат възможност за излизане на това лъчение извън пределите на вакуумния контейнер. По такъв начин той е способен да създава тяга без изхвърляне на вещество.

Независимо че първите изпитания на изделието в Китайската академия на науките са проведени доста отдавна, останалата част от света доскоро не обръщаше внимание на тази необичайна разработка, докато в космическата агенция НАСА не потвърдиха нейната работоспособност, предоставяйки резултатите от собствено изследване.

Китайците създали двигател с тяга 720 mN при вложена енергия 2,5 kW, което се оказало достатъчно за използването му на някой спътник. И все пак никой не повярвал в този двигател.
© EmDrive

В доклада на НАСА се казва, че „устройството създава сила, която не може да се отнесе нито към едно класическо електромагнитно явление“.

Разработеният за експериментите на НАСА прототип на електромагнитен двигател получил името Cannae Drive. Той бил създаден от американския учен Гуидо Фета. В работата на двигателя се използват колебанията на микровълните във вакуумен контейнер и метод, който противоречи на съхранението на импулса. По-специално, използвайки „предаването на реактивен импулс чрез виртуалната плазма на квантовия вакуум“, двигателят е способен да създава тяга без изхвърляне на вещество.

Двигателят работи с резонанс на микровълново лъчение за получаване на тяга.
© Cannae

Очевидно, за да не бъдат уволнени веднага, авторите на доклада са заобиколили причините за възникването на тягата (по този повод са изказани вече поне две теории, и двете така или иначе свързани с квантовата механика), като се съсредоточили върху описанието на самия двигател и процеса на измерване. Всичко това се случило миналото лято, а сега най-накрая резултатите от опита са публикувани.

Независимата експертиза на НАСА е провеждана във вакуумна камера, която обикновено се използва за определяне на тягата на йонни двигатели. В доклада се отбелязва, че в първите тестове не е имало вакуум в камерата, двигателят работел при атмосферно налягане. В хода на изпитанията експертите на НАСА фиксирали около 30-50 микронютона тяга, което е несравнимо по-слабо от резултата на китайските специалисти. Но все пак е съществено.

За работата на Cannae Drive е необходимо само електричество, което може да се осигури от слънчеви батерии или ядрен реактор.

Това е Cannae Drive на Гуидо Фета. Именно него са изпитвали в НАСА.

Изчерпването на запасите гориво често е основна причина за прекратяване на поредната космическа мисия и решаването на този проблем е съществена крачка напред.

Може да не вярваме на Шойър. Може да не вярваме и на китайците. Но НАСА звучи по-сериозно, макар грешки, разбира се, да не са изключени и там. В края на краищата НАСА съвсем наскоро изучаваше антигравитацията. Но сега най-сетне идеята за електромагнитен двигател ще бъде препроверена от други авторитетни изследователи (авторите на доклада призовават за това, като успоредно се готвят да го сторят и самостоятелно) и вероятно ще проведат опити в Космоса.

Главният аргумент на противниците на такъв двигател (без да броим противоречията с физиката) е, че в условия на истинска микрогравитация няма да има тяга. Така че с какво сме се сблъскали? Със заблуда, с грешка? Възможно е.

Но третото поред потвърждение и авторитетът на изпитателите дава право да се предположи не грешка, а дупка в разбирането на физиката.

И… пробив в изследването на космическото пространство.