תיאוריה חדשה על איך פועל מנוע EmDrive. המנוע אפשרי אחרת
ה-EmDrive המפורסם (1) לא אמור לשבור את חוקי הפיזיקה, אומר מייק מקולוך (2) מאוניברסיטת פלימות'. המדען מציע תיאוריה המציעה דרך חדשה להבנת התנועה ואינרציה של עצמים בעלי תאוצות קטנות מאוד. אם הוא היה צודק, בסופו של דבר היינו מכנים את הדחף המסתורי "לא אינרציאלי", כי האינרציה, כלומר האינרציה, היא שרודפת את החוקר הבריטי.
אינרציה אופיינית לכל העצמים בעלי מסה, המגיבים לשינוי כיוון או לתאוצה. במילים אחרות, ניתן להתייחס למסה כמדד לאינרציה. למרות שזה נראה לנו מושג ידוע, עצם טיבו לא כל כך ברור. התפיסה של מקולוך מבוססת על ההנחה שהאינרציה נובעת מאפקט שנחזה על ידי תורת היחסות הכללית הנקראת קרינה מאונרוזוהי קרינת גוף שחור הפועלת על עצמים מאיצים. מצד שני, אנו יכולים לומר שהטמפרטורה של היקום עולה ככל שאנו מאיצים.
2. מייק מקולוך מאוניברסיטת פלימות'
לפי מקולוך, אינרציה היא פשוט הלחץ שמפעילה קרינת Unruh על גוף מאיץ. קשה לחקור את ההשפעה עבור התאוצות שאנו צופים בדרך כלל בכדור הארץ. לדברי המדען, זה נראה לעין רק כאשר התאוצות הופכות קטנות יותר. בתאוצות קטנות מאוד, אורכי הגל של Unruh כה גדולים עד שהם אינם מתאימים עוד ליקום הנצפה. כשזה קורה, טוען מקולוך, אינרציה יכולה לקבל רק ערכים מסוימים ולקפוץ מערך אחד למשנהו, הדומה בצדק להשפעות קוונטיות. במילים אחרות, יש לכמת אינרציה כמרכיב של תאוצות קטנות.
מקולוך מאמין שניתן לאשש אותם על ידי התיאוריה שלו בתצפיות. עליות מהירות מוזרות נצפה במהלך מעבר של כמה עצמים בחלל ליד כדור הארץ לעבר כוכבי לכת אחרים. קשה ללמוד את ההשפעה הזו בקפידה על כדור הארץ מכיוון שהתאוצות הקשורות אליו קטנות מאוד.
באשר ל-EmDrive עצמו, הרעיון של מקולוך מבוסס על הרעיון הבא: אם לפוטונים יש מסה כלשהי, אז כשהם משתקפים, הם חייבים לחוות אינרציה. עם זאת, קרינת Unruh קטנה מאוד במקרה זה. כל כך קטן שהוא יכול ליצור אינטראקציה עם הסביבה הקרובה שלו. במקרה של ה-EmDrive, זהו הקונוס של עיצוב ה"מנוע". החרוט מאפשר קרינת Unruh באורך מסוים בקצה הרחב יותר, וקרינה באורך קצר יותר בקצה הצר יותר. הפוטונים משתקפים, ולכן האינרציה שלהם בתא חייבת להשתנות. ומעיקרון שימור המומנטום, שבניגוד לדעות הנפוצות על EmDrive, אינו מופר בפרשנות זו, נובע שיש ליצור מתיחה בדרך זו.
ניתן לבדוק את התיאוריה של מקולוך בניסוי בשתי דרכים לפחות. ראשית, על ידי הנחת דיאלקטרי בתוך החדר - זה אמור להגביר את היעילות של הכונן. שנית, לדברי המדען, שינוי גודל החדר יכול לשנות את כיוון הדחף. זה יקרה כאשר קרינת Unruh מתאימה יותר לקצה הצר יותר של החרוט מאשר לקצה הרחב יותר. השפעה דומה יכולה להיגרם על ידי שינוי תדירות קרני הפוטונים בתוך החרוט. "היפוך דחף כבר קרה בניסוי האחרון של נאס"א", אומר החוקר הבריטי.
התיאוריה של מקולוך, מחד גיסא, מבטלת את בעיית שימור המומנטום, ומאידך גיסא נמצאת בשולי המיינסטרים המדעיים. (מדע שוליים טיפוסי). מנקודת מבט מדעית, ניתן להתווכח להניח שלפוטונים יש מסה אינרציאלית. יתר על כן, באופן הגיוני, מהירות האור צריכה להשתנות בתוך החדר. זה די קשה לפיסיקאים לקבל.
3. עקרון הפעולה של מנוע EmDrive
זה עובד אבל יש צורך בבדיקות נוספות
EmDrive היה במקור פרי מוחו של רוג'ר Scheuer, אחד המומחים לאווירונאוטיקה הבולטים באירופה. הוא הציג את העיצוב הזה בצורה של מיכל חרוטי. קצה אחד של המהוד רחב יותר מהשני, ומידותיו נבחרות באופן שיספקו תהודה לגלים אלקטרומגנטיים באורך מסוים. כתוצאה מכך, גלים אלו המתפשטים לכיוון הקצה הרחב חייבים להאיץ ולהאט לכיוון הקצה הצר יותר (3). ההנחה היא שכתוצאה ממהירויות תזוזה שונות של חזית הגל, הם מפעילים לחץ קרינה שונה על הקצוות הנגדיים של המהוד, וכך מחרוזת שאינה אפס המזיזה את האובייקט.
עם זאת, לפי הפיזיקה הידועה, אם לא מופעל כוח נוסף, התנע לא יכול לגדול. תיאורטית, EmDrive פועלת באמצעות תופעת לחץ הקרינה. מהירות הקבוצה של גל אלקטרומגנטי, ומכאן הכוח שנוצר ממנו, עשויות להיות תלויות בגיאומטריה של מוליך הגל שבו הוא מתפשט. לפי הרעיון של Scheuer, אם אתה בונה מוליך גל חרוטי בצורה כזו שמהירות הגל בקצה אחד שונה משמעותית ממהירות הגל בקצה השני, אז על ידי החזרת הגל הזה בין שני הקצוות, אתה מקבל הבדל בלחץ הקרינה , כלומר כוח מספיק כדי להשיג מתיחה. לדברי שייר, EmDrive אינה מפרה את חוקי הפיזיקה, אלא משתמשת בתיאוריה של איינשטיין - המנוע נמצא במסגרת התייחסות שונה מהגל ה"עובד" שבתוכו.
עד כה נבנו רק קטנים מאוד. אבות טיפוס של EmDrive עם כוח דחף בסדר גודל של חדשות מיקרו. מוסד מחקר גדול למדי, האוניברסיטה הפוליטכנית של שיאן בצפון מערב סין, התנסה במנוע אב טיפוס עם כוח דחף של 720 מיקרון (מיקרונוטון). זה אולי לא הרבה, אבל כמה מדחפי יונים המשמשים באסטרונומיה לא מייצרים יותר.
4. מבחן EmDrive 2014.
הגרסה של EmDrive שנבדקה על ידי נאס"א (4) היא פרי עבודתו של המעצב האמריקאי גידו פטי. בדיקת ואקום של המטוטלת אישרה שהיא משיגה דחף של 30-50 מיקרון. מעבדת Eagleworks, הממוקמת במרכז החלל לינדון בי ג'ונסון ביוסטון, אישר את עבודתו בחלל ריק. מומחי נאס"א מסבירים את פעולת המנוע על ידי השפעות קוונטיות, או ליתר דיוק, על ידי אינטראקציה עם חלקיקי חומר ואנטי-חומר שעולים ואז מחסלים הדדית בוואקום הקוונטי.
במשך זמן רב, האמריקנים לא רצו להודות באופן רשמי שהם צפו בדחף שנוצר על ידי EmDrive, מחשש שהערך הקטן שנוצר יכול לנבוע משגיאות מדידה. לכן, שיטות המדידה שוכללו והניסוי חזר על עצמו. רק לאחר כל זה, נאס"א אישרה את תוצאות המחקר.
עם זאת, כפי שדיווח ה-International Business Times במרץ 2016, אחד מעובדי נאס"א שעבדו על הפרויקט אמר כי הסוכנות מתכננת לחזור על כל הניסוי עם צוות נפרד. זה יאפשר לה לבחון סוף סוף את הפתרון לפני שתחליט להשקיע בו יותר כסף.
