Forskere ved det tekniske universitet i Dresden målte drivkraften fra den "umulige motor" EmDrive, som ikke kræver brændstof til at køre og overtræder loven om bevarelse af fart, og konkluderede, at der ikke er nogen magi her. Eksperimentet viste, at den registrerede skyvekraft forklares ved utilstrækkelig afskærmning af installationen og som en konsekvens af det tidligere uberettigede for påvirkning af jordens magnetfelt. Forskere delte deres konklusioner på Space Propulsion Conference.
Forskere ledet af Martin Taimar målte drivkraften på EmDrive ved hjælp af en torsionsrig, som hun perfektionerede gennem fire år. Princippet for drift af denne installation minder om torsionsbalancen, der blev opfundet i slutningen af 1700-tallet og brugt til eksperimentelt at teste lovgivningen i Coulomb og Newton. En torsionsbalance er en afbalanceret arm ophængt på en lodret tråd. Når eksterne kræfter virker på håndtaget, drejes det, og afbøjningsvinklen kan bruges til at bedømme størrelsen af de påførte kræfter. I installationen af de tyske forskere blev der i stedet for en tråd anvendt følsomme torsionsfjedre, der holdt kameraet med en motor, og kameraets forskydning blev målt ved hjælp af et laserinterferometer. Dette gjorde det muligt at fastgøre drivkraften i rækkefølgen af flere mikronton.
Kammeret til eksperimentet og dets layout.
Naturligvis forsøgte forskerne så meget som muligt at reducere den mulige påvirkning af eksterne kræfter, som kunne forveksles med trykket fra den "umulige motor". Til dette blev kameraet installeret på en separat betonblok, der undertrykker fundamentets vibrationer. Kammeret blev pumpet ud til et tryk i størrelsesordenen en pascal (100 tusind gange mindre end atmosfærisk), alle vigtige dele af installationen blev beskyttet mod ekstern elektromagnetisk stråling ved hjælp af metalplader, og de forsøgte også at forhindre overophedning af elektronikken ved at kontrollere dens temperatur ved hjælp af infrarøde kameraer.
Før fysiske fysikere kalibrerede opsætningen for at sikre, at de virkelig havde udelukket alle eksterne faktorer. Til sidst, ved måling af drivkraften, vendte forskerne motoren inde i kammeret for at se, om nogen, der ikke var anført for faktorer, havde indflydelse på resultaterne. I en ideel situation, når der ikke er sådanne faktorer, skal retningen af kameraets forskydning være modsat retningen af motordrevet - for eksempel ved en motorrotationsvinkel på 0 grader er kameraforskydningen positiv, ved 180 grader er den negativ, og i en 90 graders vinkel er den helt fraværende.
Målinger med EmDrive viste en lidt anden opførsel. Selvfølgelig, ved nulvinklen, nåede skyvekraften fire mikronton med en forstærkereffekt i størrelsesordenen to watt, og da motoren blev drejet 180 grader, skiftede forskydningen tegn. Det viste sig således, at forholdet mellem tryk og kraft er omtrent lig med to millinewtons pr. Kilowatt, hvilket er næsten dobbelt så meget som resultaterne fra tidligere eksperimenter. Ikke desto mindre registrerede fysikerne i en vinkel på 90 grader stadig kameraforskyvning, skønt det burde have været fraværende. Derudover, når kraften af elektromagnetiske svingninger inde i motoren blev undertrykt næsten hundrede tusind gange, ændrede skyveværdien praktisk taget ikke. Dette betyder, at den virkning, der blev observeret i eksperimentet, ikke var forbundet med motoren, men med uberegnede for eksterne faktorer.
Jordens magnetfelt kan fungere som sådanne faktorer, bemærker forskerne. Fysikere tilføjede, at alle enheder, der deltog i eksperimentet, var afskærmede, og koaksiale kabler blev anvendt, hvor det var muligt, men feltet kunne stadig trænge ind i installationen gennem deres samlinger. Naturligvis burde det have været stærkt svækket, men størrelsen af det målte skub er så lille, at det let kan tilskrives denne effekt. Faktisk er styrken i jordens magnetfelt ca. 50 mikrotesla, og strømmen, der styrker forstærkeren, var op til to ampere. Ved hjælp af Ampere-loven er det let at beregne, at under sådanne betingelser kan et tryk på omkring to mikroton oprette en ledningssektion kun to centimeter lang. For at fjerne denne kraft skal du afskærme forstærkeren og kameraet på samme tid,øge størrelsen på Faraday-buret i metal. Forfatterne af artiklen understreger, at sådan afskærmning ikke blev udført i alle tidligere målinger af EmDrive-skyvekraften, og at deres resultater derfor bør kontrolleres omhyggeligt.
Folk har længe drømt om interstellar rejser, men mange tekniske vanskeligheder forhindrer denne drøm i at gå i opfyldelse. En af de største er behovet for at transportere en enorm masse brændstof ombord på rumfartøjet, da vi endnu ikke har andre teknologier, der giver os mulighed for at udvikle høje hastigheder i det ydre rum. Vi er afhængige af jetkraft, og dette er et af problemerne.
Salgsfremmende video:
For at rumfartøjet kan flyve til den nærmeste stjerne til solsystemet - Proxima Centauri, (afstand ca. 4,2 lysår), vil det tage en masse brændstof, der kan sammenlignes med solens masse.
I øjeblikket er udviklingen af alternative måder til at accelerere rumfartøjer, for eksempel ved hjælp af de samme solsejl, der bruger energien fra solvinden eller laserstrålingen til at bevæge sig. F.eks. Foreslår Breakthrough Starshot-projektet at lancere små skibe (ca. et gram i masse) til Proxima Centauri, som vil blive accelereret af solvinden og nå stjernen inden for tyve år. Sådanne teknologier kan dog ikke skaleres til menneskelige størrelser.
EmDrive-motoren, et andet alternativ til jetfremdrift, viste løfte som en teknologi, der vil åbne vejen for os til interstellar rejser. Motoren blev foreslået af Roger Scheuer tilbage i 1999. Den består af en asymmetrisk resonator og en magnetron, der dirigerer elektromagnetisk stråling ind i den og ophidser stående elektromagnetiske bølger. På grund af strukturens asymmetri skaber bølgerne forskellige tryk på motorens vægge og er en kilde til drivkraft.
Driften af en sådan motor er i strid med loven om bevarelse af momentum, en af de grundlæggende fysiske love. Imidlertid hævdede adskillige eksperimenter, at EmDrive stadig skaber trækkraft. I et papir, der blev offentliggjort i november 2016, rapporterede ingeniører ved NASA for eksempel et tryk på omkring 80 mikronton med en anvendt elektrisk effekt på ca. 60 watt. Og i september sidste år annoncerede kinesiske forskere også en fungerende prototype af motoren, "umulig" fra videnskabets synspunkt.
Nikolay Khizhnyak