Istraživači Tehničkog sveučilišta u Dresdenu izmjerili su potisak "nemogućeg motora" EmDrive, koji ne zahtijeva gorivo za rad i krši zakon očuvanja zamaha, te su zaključili da ovdje nema magije. Eksperiment je pokazao da je registrirani potisnik objašnjen nedovoljnim zaštitnim učinkom instalacije i, kao posljedica, prethodno neprilagođenim utjecajem zemljinog magnetskog polja. Znanstvenici su svoja otkrića podijelili na Konferenciji o svemirskim pogonima.
Istraživači predvođeni Martinom Taimarom izmjerili su potisak EmDrivea pomoću torzijske naprave, koju je ona usavršavala kontinuirano tijekom četiri godine. Princip rada ove instalacije podsjeća na torzijsku ravnotežu, izumljenu krajem 18. stoljeća i koja se koristi za eksperimentalno testiranje zakona Coulomb-a i Newtona. Torzijska vaga je izbalansirana ruka obješena na okomiti navoj. Kad vanjske sile djeluju na polugu, ona se okreće, a kut otklona može se upotrijebiti za prosudbu veličine primijenjenih sila. U instalaciji njemačkih znanstvenika umjesto navoja korištene su osjetljive torzijske opruge koje su kameru držale motorom, a pomak kamere izmjeren je laserskim interferometrom. To je omogućilo fiksiranje potisne sile veličine nekoliko mikrotonutova.
Komora za eksperiment i njegov izgled.
Naravno, istraživači su pokušali u najvećoj mogućoj mjeri smanjiti mogući utjecaj vanjskih sila, koje se mogu pobrkati s potiskom iz "nemogućeg motora". Za to je kamera instalirana na zasebnom betonskom bloku, koji suzbija vibracije temelja. Komora je evakuirana na tlak veličine jednog pascala (100 tisuća puta manji od atmosferskog), svi važni dijelovi instalacije zaštićeni su od vanjskog elektromagnetskog zračenja metalnim limom, a pokušali su i spriječiti da se elektronika pregrijava kontrolirajući njezinu temperaturu pomoću infracrvenih kamera.
Prije nego što su izveli osnovne eksperimente, fizičari su kalibrirali postavku kako bi se uvjerili da su stvarno isključili sve vanjske čimbenike. Konačno, prilikom mjerenja potiska, istraživači su okrenuli motor unutar komore kako bi utvrdili utječu li na rezultate neki nepotpunjeni čimbenici. U idealnoj situaciji, kada nema takvih čimbenika, smjer pomicanja kamere trebao bi biti suprotan smjeru potiska motora - na primjer, pod kutom zakretanja motora od 0 stupnjeva pomak kamere je pozitivan, na 180 stupnjeva negativan, a pod kutom od 90 stupnjeva potpuno izostaje.
Mjerenja s EmDriveom pokazala su malo drugačije ponašanje. Naravno, pod nultim kutom potisak je dostigao četiri mikronewtona snage pojačala reda dva vata, a kad je motor okrenut za 180 stupnjeva, zapremina je promijenila znak. Tako se pokazalo da je omjer potiska i snage približno jednak dva milinewtona po kilovatu, što je gotovo dvostruko više od rezultata prethodnih pokusa. Ipak, pod kutom od 90 stupnjeva, fizičari su i dalje zabilježili pomicanje kamere, iako je ona trebala izostati. Osim toga, kada se sila elektromagnetskih oscilacija unutar motora suzbila gotovo stotinu tisuća puta, veličina potiska se praktički nije promijenila. To znači da je u stvarnosti potisak primijećen u eksperimentu bio povezan ne s motorom, već s vanjskim čimbenicima.
Zemljino magnetsko polje može djelovati kao takvi čimbenici, napominju istraživači. Fizičari dodaju da su svi uređaji uključeni u eksperiment bili zaštićeni, a koaksijalni kabeli korišteni su kad god je to bilo moguće, ali polje je još moglo probiti u instalaciju kroz spojeve. Naravno, trebalo bi je znatno oslabiti, ali veličina izmjerenog potiska je toliko mala da se može lako pripisati ovom učinku. Zapravo, jakost zemljinog magnetskog polja iznosi oko 50 mikrotesla, a struja koja napaja pojačalo bila je do dva ampera. Koristeći Amperov zakon, lako je izračunati da u takvim uvjetima potisak od oko dva mikrotonutnika može stvoriti presjek žice dugačak samo dva centimetra. Da biste uklonili ovu silu, istovremeno zaštitite pojačalo i kameru,povećavajući veličinu metalnog Faradayjevog kaveza. Autori članka naglašavaju da u svim dosadašnjim mjerenjima potiska EmDrive takvo oklopjenje nije provedeno, pa stoga njihove rezultate treba pažljivo provjeriti.
Ljudi su dugo sanjali o međuzvezdnim putovanjima, ali mnoge tehničke poteškoće sprječavaju da se taj san ostvari. Jedna od najvećih je potreba da na brodu svemirske letjelice nosimo ogromnu masu goriva, jer još uvijek nemamo druge tehnologije koje bi nam omogućile razvoj velikih brzina u svemiru. Oslanjamo se na mlazni potisak, a to je jedan od problema.
Promotivni video:
Da bi svemirska letjelica mogla letjeti do najbliže zvijezde Sunčevom sustavu - Proxima Centauri, (udaljenost oko 4,2 svjetlosne godine), trebat će masa goriva, usporediva s masom Sunca.
U ovom trenutku, razvoj alternativnih načina ubrzavanja svemirskih brodova, na primjer, uz pomoć istih solarnih jedra, koja za kretanje koriste energiju solarnog vjetra ili lasersko zračenje. Na primjer, projekt Breakthrough Starshot predlaže lansiranje malenih brodova (mase oko jednog grama) u Proximu Centauri, koji će biti ubrzani sunčevim vjetrom i stići do zvijezde u roku od dvadeset godina. Međutim, takve se tehnologije ne mogu prilagoditi ljudskim veličinama.
EmDrive motor, druga alternativa mlaznom pogonu, pokazao je obećanje kao tehnologiju koja će nam otvoriti put za međuzvjezdana putovanja. Motor je predložio Roger Scheuer još 1999. godine. Sastoji se od asimetričnog rezonatora i magnetrona koji usmjerava u njega elektromagnetsko zračenje i pobuđuje stajaće elektromagnetske valove. Zauzvrat, zbog asimetrije strukture, valovi stvaraju različite pritiske na stijenke motora i izvor su potiska.
Rad takvog motora krši zakon očuvanja zamaha, jedan od temeljnih zakona fizike. Međutim, brojni eksperimenti tvrdili su da EmDrive i dalje stvara vuču. Na primjer, u radu objavljenom u studenom 2016., inženjeri u NASA-i izvijestili su o potisku od oko 80 mikronewtona s primijenjenom električnom snagom od oko 60 vata. A u rujnu prošle godine kineski su istraživači također objavili radni prototip motora, "nemoguć" sa stajališta znanosti.
Nikolaj Khizhnyak