Rozkręcaj z LLotharem: EmDrive, czyli podróże międzygwiezdne za naszego życia

W ciągu ostatnich kilku miesięcy portale informacyjne wielokrotnie obiegła informacja, że NASA testuje działanie „niemożliwego napędu”. Postaram się przybliżyć, o co chodzi, ponieważ jest szansa, że stoimy przed odkryciem na miarę maszyny parowej czy samolotu. Podróże międzyplanetarne mogą stać się codziennością, a za kilkadziesiąt lat ludzie będą z przejęciem oglądać wizytę sondy kosmicznej w układzie Alfa Centauri.

Zacznijmy od tego, czym jest EmDrive, a konkretnie dlaczego jest on nazywany „niemożliwym”. Najprościej mówiąc, wszystkie obecne środki napędu polegają na odpychaniu się od czegoś. Samochód odpycha się od jezdni, samolot odpycha się od powietrza, a rakieta odpycha się od spalanego paliwa. Jest to szczególnie upierdliwe w kosmosie, całe paliwo trzeba brać ze sobą. Jak chcesz lecieć dalej, to potrzebujesz więcej paliwa, więc statek kosmiczny staje się większy, więc potrzebuje więcej paliwa, więc musi być większy, ad infinitum.

EmDrive rozwiązuje ten problem, ponieważ nie musi się od niczego odpychać. Wystarczy tylko źródło zasilania, np. reaktor jądrowy czy panele słoneczne, i można lecieć. Zdaje się to łamać prawa fizyki (głównie zasadę zachowania pędu), jednak rozwiązanie zagadki prawdopodobnie tkwi w mechanice kwantowej.

Jak wygląda EmDrive? Jak powyżej. W dużym uproszczeniu jest to ścięty, miedziany stożek, do którego podłączona jest mikrofalówka. Długość stożka jest tak dobrana, że fala elektromagnetyczna z magnetronu (mikrofalówki) wpada w środku w rezonans. Poprzez nieznane jeszcze mechanizmy sprawia to, że występuje siła w kierunku węższego końca.

EmDrive wymyślony został przez Rogera J. Shawyera w 2002 roku. Nie jest to przypadkowa osoba, tylko jeden z inżynierów, który pracował przy projekcie Galileo, czyli europejskim odpowiedniku GPS-u.

EmDrive przebadany był do tej pory kilkukrotnie od momentu swego stworzenia. Poza testami samego wynalazcy najważniejsze testy przeprowadzili Chińczycy w 2010 roku. Udało im się osiągnąć siłę 0.72 niutona w napędzie o mocy 2500W. W przybliżeniu jest to siła potrzebna do podniesienia jednego Snickersa. Silnik potrzebował mocy podobnej to tej, którą pobiera duży czajnik elektryczny. Film z testu poniżej.

Nieco ciekawsze, bo przeprowadzone przez bardziej uznaną niż politechnika w Chinach, instytucję – NASA – testy przeprowadzono na początku roku 2015. Pierwszy test potwierdził, że silnik rzeczywiście działa. Test ten był jednak krytykowany za to, że nie przeprowadzono go w próżni. Uzyskana siła mierzona była w mikroniutonach, stąd bardzo łatwo o błąd. NASA obecnie robi modyfikacje do swojego silnika, aby można było go testować w próżni, oraz żeby miał większą moc – obecnie jest to jedynie 17W, stąd też bardzo niska siła. Naukowcy są jednak przekonani, że uda się osiągnąć 1N/W, a wynalazca mówi nawet o 30N/W.

Żeby było ciekawiej, ktoś w NASA stwierdził, żeby puścić wiązkę lasera przez włączony EmDrive i zobaczyć, co się stanie. Zmierzono czas, jaki światło potrzebowało, aby przelecieć przez komorę silnika i okazało się, że zajęło to więcej czasu, niż znana fizyka przewiduje. Obecne wyjaśnienia tego zjawiska nie ma – mówi się tylko po cichu, że być może natrafiliśmy na napęd Warp.

No dobrze, czyli prawdopodobnie  coś jest na rzeczy. Jak dokładnie więc ten silnik działa? Skąd się bierze generowana siła? Niestety – na razie nie wiadomo, ale to nie problem. Jest wiele propozycji – np. odpychanie się od próżni kwantowej – jednak każda zdaje się mieć duże wady. Dlatego też NASA nie usiłuje wyjaśnić „jak” ale „czy” ten silnik działa. Bardzo ważne jest, aby sprawdzić wszystko bardzo dokładnie. Ostatnio okazało się, że naukowcy w Australii badali przez 17 lat nietypowe sygnały z kosmosu, a ich źródłem okazała się być mikrofalówka w kuchni dla pracowników. Jeśli jednak NASA nie znajdzie żadnego błędu, to wszystkie poważne uczelnie techniczne rzucą się na przeprowadzanie własnych eksperymentów.

Siedzisz sobie czytelniku w domu i czytasz o odpychaniu się od próżni kwantowej, i myślisz sobie, że ci naukowcy oglądają za dużo science fiction. Na deser zatem proponuję krótki film (niestety po angielsku) o tym, że potrafimy zmierzyć „ciśnienie próżni kwantowej”, że próżnia nie jest pusta, tylko dzięki fluktuacjom kwantowym pojawiają się w niej parami na ułamek sekundy wirtualne cząstki, które aby zaistnieć pożyczyły energię z przyszłości. A jak to wszystko dzieje się na krawędzi czarnej dziury i takie wirtualne cząstki zostaną rozdzielone,to muszą stać się prawdziwymi cząstkami i możemy to zaobserwować jako promieniowanie Hawkinga. Żyjemy w niesamowitych czasach!

0

0