Ända sedan NASA tillkännagav att de hade skapat en prototyp av den kontroversiella Radio Frequency Resonant Cavity Thruster (alias EM Drive), har alla rapporterade resultat varit föremål för kontroverser. Och med de flesta av tillkännagivanden i form av ”läckor” och rykten har all rapporterad utveckling naturligtvis behandlats med skepsis.
Och ändå kommer rapporterna att komma. De senaste påstådda resultaten kommer från Eagleworks Laboratories vid Johnson Space Center, där en "läckt" rapport avslöjade att den kontroversiella drivkraften kan generera drivkraft i ett vakuum. Mycket som den kritiska peer-review-processen, huruvida motorn kan passera mönster i rymden eller inte har varit en kvarvarande fråga under en längre tid.
Med tanke på fördelarna med EM Drive är det förståeligt att folk vill se det fungera. Teoretiskt inkluderar dessa förmågan att generera tillräckligt kraft för att flyga till månen på bara fyra timmar, till Mars på 70 dagar och till Pluto på 18 månader, och förmågan att göra allt utan behov av drivmedel. Tyvärr är drivsystemet baserat på principer som strider mot lagen om bevarande av momentum.
Denna lag säger att inom ett system förblir momentummen konstant och varken skapas eller förstörs, utan förändras bara genom krafts handling. Eftersom EM-drivenheten innefattar elektromagnetiska mikrovågshåligheter som omvandlar elektrisk energi direkt till drivkraft, har den ingen reaktionsmassa. Det är därför "omöjligt", när det gäller konventionell fysik.
Rapporten, med titeln "Mätning av impulsiv drivkraft från ett stängt radiofrekvenshål i vakuum", läcktes uppenbarligen i början av november. Det är huvudförfattaren är förutsägbart Harold White, den avancerade framdrivningsledaren för NASA: s ingenjörsdirektorat och huvudutredaren för NASA: s Eagleworks-labb.
När han och hans kollegor (påstås) rapporterar i tidningen, avslutade de ett impulsivt trycktest på en ”avsmalnande RF-testartikel”. Detta bestod av en framåtriktad och bakåtgående fasfas, en lågpendelpendel och tre trycktest vid effektnivåer 40, 60 och 80 watt. Som de sade i rapporten:
”Det visas här att en dielektriskt laddad avsmalnande RF-testartikel som är exciterad i TM212-läget vid 1 937 MHz är kapabel att generera kraft vid en trycknivå på 1,2 ± 0,1 mN / kW med kraften riktad mot den smala änden under vakuumförhållanden. ”
För att vara tydlig, denna nivå av drivkraft - 1.2. millinewtons per kilowatt - är ganska obetydlig. I själva verket fortsätter uppsatsen att placera dessa resultat i sammanhang och jämför dem med jonstrusterar och lasersegelförslag:
“Den nuvarande tekniska drivkraften för en Hall-thruster är i storleksordningen 60 mN / kW. Detta är en ordningsstorlek högre än testartikel som utvärderades under denna vakuumkampanj ... Prestandaparametern 1,2 mN / kW är två storleksordningar högre än andra former av "noll drivmedel" -framdrivning såsom ljus segel, laserframdrivning och fotonraketer med kraftnivåer inom området 3,33-6,67 [mikronewton] / kW (eller 0,0033 - 0,0067 mN / kW). ”
För närvarande anses jonmotorer vara den mest bränsleeffektiva framdrivningsformen. De är emellertid notoriskt långsamma jämfört med konventionella, massiva drivmedel. För att ge ett visst perspektiv förlitade sig NASA: s Dawn-uppdrag på en xenon-jon-motor som hade en kraftkraftproduktion på 90 millinewt per kilowatt. Med hjälp av denna teknik tog det sonden nästan fyra år att resa från jorden till asteroiden Vesta.
Konceptet med direktenergi (alias laserseglar) kräver däremot väldigt lite kraft eftersom det handlar om skivstorlekar - små sönder som väger ungefär ett gram och bär alla sina instrument de behöver i form av chips. Detta koncept utforskas för närvarande för att göra resan till angränsande planeter och stjärnsystem i våra egna livslängder.
Två bra exempel är det NASA-finansierade DEEP-IN interstellära konceptet som utvecklas vid UCSB, som försöker använda lasrar för att driva ett farkost upp till 0,25 ljusets hastighet. Samtidigt utvecklar Project Starshot (del av Breakthrough Initiatives) ett hantverk som de hävdar kommer att nå hastigheter på 20% ljusets hastighet och därmed kunna resa till Alpha Centauri om 20 år.
Jämfört med dessa förslag kan EM Drive fortfarande skryta med att det inte kräver någon drivmedel eller en extern kraftkälla. Men baserat på dessa testresultat skulle mängden kraft som skulle behövas för att generera en betydande kraftkraft göra det opraktiskt. Man bör emellertid komma ihåg att detta test med låg effekt utformades för att se om någon detekterad drivkraft kunde tillskrivas avvikelser (varav ingen upptäcktes).
Rapporten erkänner också att ytterligare tester kommer att krävas för att utesluta andra möjliga orsaker, som tyngdpunkten (CG) skift och termisk expansion. Och om yttre orsaker igen kan uteslutas kommer framtida tester utan tvekan att försöka maximera prestandan för att se hur mycket kraft EM-enheten kan generera.
Men naturligtvis förutsätter detta att det ”läckta” papperet är äkta. Tills NASA kan bekräfta att dessa resultat verkligen är verkliga, kommer EM Drive att fastna i kontroversiell limbo. Och medan vi väntar, kolla in den här beskrivande videon av astronomen Scott Manley från Armagh Observatory:
