EmDrive — устройство, состоящее из магнетрона и асимметричного резонатора, впервые предложенное в качестве двигательной установки британским инженером Роджером Шойером в 1999 году. Предполагалось, что EmDrive не является реактивным двигателем какого-либо рода (ввиду отсутствия истекающего рабочего тела или направленного электромагнитного излучения), а создаёт тягу посредством стоячей волны электромагнитных колебаний внутри резонатора, что противоречит современным научным представлениям, в частности, закону сохранения импульсаВладимир Королев То, чего не может быть // Популярная механика. — 2017. — № 2. — С. 46-49..
Опубликованные в 2021 году результаты высокоточных измерений доказали, что установка EmDrive не создаёт тяги, превышающей возможную тягу от электромагнитного излучения соответствующей мощности. Предшествующие сообщения об обнаружении у EmDrive более значительной тяги объясняются ошибками в постановке экспериментов: недостаточной изоляцией установки от внешних воздействий и тепловыми эффектами, влиявшими на измерительную аппаратуру.
Устройство EmDrive Используемый в установке магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, и, по заявлениям автора, стоячая волна электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги.
Отсутствие расходуемого рабочего тела у этого двигателя нарушает закон сохранения импульса, а какое-либо общепринятое объяснение этого противоречия авторами разработок не предложено — сам Шойер опубликовал нерецензированную работу с объяснением, но физики отмечают, что теория давления излучения более сложна, чем упрощённый аппарат, использованный Шойером, а его объяснения в целом противоречивы.
EmDrive с научной точки зрения Теоретическая физика предсказывает, что EmDrive неработоспособен и любые положительные результаты экспериментов могут быть лишь артефактами измерений, поскольку работоспособность EmDrive противоречила бы закону сохранения импульса.
Для предполагаемого факта работоспособности EmDrive были предложены различные теоретические объяснения, противоречащие, однако, установленным в физике представлениям о природе вакуума, инерции и электромагнитных волн.
Экспериментальная проверка Экспериментальные данные долгое время не давали однозначного подтверждения или опровержения работоспособности подобной установки, что было связано в том числе с небольшой величиной предполагаемого эффекта, сравнимой с погрешностями измерений. Физики объясняли полученные экспериментаторами немногочисленные положительные результаты ошибками в экспериментах. Единственное опубликованное в научном журнале независимое исследование, которое показало положительный результат — это эксперимент группы Eagleworks 2016 года, в котором были устранены многие источники возможных ошибок. Однако работы научной группы из Дрезденского технического университета показали, что обнаруживаемая при испытаниях EmDrive тяга возникает из-за влияния внешних факторов, а не из-за самого аппарата. Точность проведённых Дрезденской научной группой в 2021 году измерений тяги установки EmDrive превысила точность предыдущих измерений как минимум на два порядка. При этом не обнаружено тяги, превышающей тягу от электромагнитного излучения, соответствующего мощности установки.
Производители установок Впервые британский инженер аэрокосмонавтики Роджер Шойер () представил EmDrive в 1999 году. В декабре 2002 года основанной Шойером компанией Satellite Propulsion Research был представлен первый якобы действующий прототип, развивающий усилие Здесь и далее подразумевается, что якобы продемонстрированная работоспособность того или иного варианта EmDrive была достигнута лишь согласно заявлениям тех или иных исследователей; нельзя достоверно утверждать, что тяга действительно присутствовала и не объяснялась какими-то посторонними причинами или ошибками эксперимента.. В октябре 2006 года той же компанией был показан прототип с заявленной силой тяги . В 2015 году был представлен очередной вариант EMDrive со сверхпроводящей полостью.
В период 2006—2011 гг. американской компанией Cannae LLC под руководством Гвидо Фетта был создан «Cannae Drive» (также известен как «Q-drive») — двигатель, для которого был заявлен аналогичной принцип работы.
Группа Ян Цзюань (Северо-западный политехнический университет) В период 2008—2010 гг. в китайском Северо-западном политехническом университете под руководством профессора Ян Цзюань был создан прототип, якобы развивавший усилие . В 2016 году результаты этой статьи были опровергнуты её авторами, так как была обнаружена ошибка в измерениях, после исправления которой измеренная тяга оказалась в пределах шума измерений, и в дальнейшем Ян Цзюань не занималась этой темой.
Группа Гарольда Уайта (Eagleworks) С 2013 года двигатель «Cannae Drive» испытывался в лаборатории Eagleworks. Эта лаборатория работает в космическом центре имени Джонсона под эгидой НАСА со сравнительно маленьким бюджетом 50 тыс. долларов в год и специализируется на исследовании технологий, противоречащих общепринятым научным представлениямKatie M. Palmer. That NASA Warp Drive? Yeah, It’s Still Poppycock // Wired, 6 мая 2016. Работы проводились под руководством Гарольда Уайта. Уайт считал, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума.
В ходе экспериментов 2013—2014 годов был получен аномальный результат — тяга величиной около 0,0001 НDavid Hambling. 10 questions about Nasa’s 'impossible' space drive answered // Wired, 07 august 2014. Испытание проводилось на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в десятки микроньютонов, в вакуумной камере из нержавеющей стали при комнатной температуре воздуха и нормальном атмосферном давлении. Испытания резонатора были проведены на очень низкой мощности (в меньшей, чем при эксперименте Шойера в 2002 году), но чистая тяга при пяти запусках составила при подводимой мощности . Кратковременная наибольшая тяга составила при той же мощности.
Публикация работы Eagleworks привела к тому, что иногда EmDrive описывается как «опробованный НАСА», хотя официальная позиция агентства гласит, что «это небольшой проект, который пока не привёл к практическим результатам».
В ноябре 2016 года была опубликована работа, выполненная инженерами лаборатории NASA Eagleworks, в которой учтены и устранены многие источники возможных ошибок, измерена тяга EmDrive и сделан вывод о работоспособности этой установки. Согласно этой статье, двигатель смог развить тягу в в вакууме с мощностями 40, 60 и . В статье предполагается, что работоспособность двигателя может объясняться при помощи теории волны-пилота.
Группа Мартина Таймара (Дрезденский технический университет) В июле 2015 года были проведены испытания под руководством Мартина Таймара в Дрезденском техническом университете. Результаты не подтвердили, но и не опровергли работоспособность EmDrive.
В 2018 году были опубликованы новые результаты группы Мартина Таймара, согласно которым тяга, наблюдаемая в экспериментах с EmDrive (в том числе, видимо, экспериментах группы Eagleworks), связана скорее с недостаточным экранированием установки от магнитного поля Земли, чем с самой двигательной установкой: измерения показывали наличие небольшой тяги в одном и том же направлении даже при изменении ориентации установки или подавлении электромагнитных волн, поступающих в полость.
Дальнейшие испытания группы Таймара окончательно показали, что EmDrive не создаёт тяги, превышающей тягу от электромагнитного излучения, соответствующего мощности установки.
Предполагаемые китайские испытания в космосе В декабре 2016 года, ссылаясь на пресс-конференцию одной из дочерних компаний Китайской академии космических технологий (CAST), издание сообщило, что правительство КНР с 2010 года финансирует исследования двигателя, а прототипы EmDrive были отправлены в космос для проверки на борту космической лаборатории «Тяньгун-2»EmDrive: US and China already testing microwave thruster on Tiangong-2 and X-37B space plane : «IBTimes UK has been informed that the US Air Force is currently testing out a version of the EmDrive electromagnetic microwave thruster on the X-37B unmanned military space plane, while the Chinese government has made sure to include the EmDrive on its orbital space laboratory Tiangong-2.». Доктор Чэнь Юэ (Chen Yue) из CAST, согласно публикации International Business Times, подтвердил факт изготовления прототипа двигателя для тестирования на низкой околоземной орбите电磁驱动：天方夜谭还是重大突破 "«陈粤介绍，他们已完成了可用于飞行试验的试验装置研制，正在开展在轨验证。».
В сентябре 2017 года появились новые сообщения об успешном создании работающего прототипа двигателя EmDrive в Китае.
Плимутский университет В 2018 году агентство DARPA выделило 1,3 млн долларов на изучение и создание «двигателя бестопливного типа» на базе «квантованной инерции» (альтернативная космологическая гипотеза Майка Маккаллоха, , противоречащая специальной и общей теории относительности). Отдельные СМИ сообщают о связи проекта с идеями EmDriveБританские физики создают «невозможный двигатель» по заказу армии США // РИА, 17 сентября 2018.
См. также Спиральный двигатель
Примечания
Ссылки Ethan Siegel. No, NASA Did Not Accidentally Invent Warp Drive (2015) // Forbes Татьяна Фам Невозможный двигатель EmDrive: в космос без топлива // журнал «Популярная механика», № 2, февраль 2017 Nadia Drake, Michael Greshko. NASA Team Claims ‘Impossible’ Space Engine Works—Get the Facts. National Geographic, 21 ноября 2016 David Hambling. The Impossible Propulsion Drive Is Heading to Space // журнал «Популярная механика», 2 сентября 2016 Дж. Баэс The incredible shrinking force (2014). José Rodal, Jeremiah Mullikin and Noel Munson. Evaluating NASA’s Futuristic EM Drive. // NASASpaceflight, 29 апреля 2015 года.
Категория:Неакадемические направления исследований в физике Категория:Технология Категория:Научные споры Категория:Физические гипотезы Категория:Опровергнутые гипотезы