Практически с самого начала космической эры стало понятно, что человечество сильно ограничено «тиранией ракетного уравнения» (tyranny of the rocket equation), которое, собственно, и помогло достичь космического пространства. Даже с самыми мощными ракетными двигателями современности, по оценкам учёных, потребуется 50 000 лет, чтобы достичь ближайшую звёздную систему, Альфы Центавра. Так что, если человечество хочет однажды наблюдать восход инопланетного солнца, проблему необходимо решать.
В 2001 году была описана концепция EmDrive, до последнего вызывающая ожесточённые дебаты в научной среде. Теоретически работает этот двигатель путём преобразования электричества в микроволны и направления этого электромагнитного излучения через коническую камеру. Теоретически же микроволны могут воздействовать на стенки камеры с такой силой, что их тяга будет достаточной для запуска космического корабля в космос. Но это всё только теоретически. На сегодняшний день существует лишь лабораторный прототип, который якобы производит настолько малую тягу, что она укладывается в погрешность измерительного оборудования.
За последние 5 лет были проведены многочисленные эксперименты. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в 2017 году о работающем прототипе «невозможного» двигателя, размещённого на космическом аппарате «Тяньгун-2», заявили китайские учёные.
Сторонники EmDrive обратились к маргинальным интерпретациям квантовой механики, чтобы объяснить, как «невозможный двигатель» вырабатывает тягу, не нарушая закон сохранения энергии. Когда в науке возникает теоретический раскол такого масштаба (с 2016 года существует конференция, посвящённая исключительно EmDrive), есть только один способ закрыть его: экспериментировать.
Год назад я уже писал о том, что исследователи из Дрезденского технического университета провели эксперимент, который показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли, о чём доложили на конференции Space Propulsion Conference. Спустя полгода та же команда доложила о том, что подготовила второй набор экспериментальных исследований, о результатах которых станет известно к концу текущего лета.
Это не первый раз, когда Дрезденская команда пытается измерить почти незаметную тягу. Они построили специальные устройства для измерения тяги установки на ионных двигателях, которые используются для точного позиционирования спутников в космосе. Эти микро-ньютоновские двигатели были использованы миссией LISA Pathfinder, которая нуждается в чрезвычайно точном позиционировании для обнаружения слабых явлений, таких как гравитационные волны. Но для исследования EmDrive и подобных бестопливных двигательных установок требуется разрешение нано-Ньютон.
В ходе 55 экспериментов, о сути которых написано в прошлогодней статье, было зарегистрировано в среднем 3,4 микро-Ньютона силы от EmDrive, что было очень похоже на то, что, например, обнаружила команда NASA (в той же публикации). Увы, эти силы, по-видимому, больше указывали на тепловое расширение, чем на тягу. Таким образом, все предыдущие наблюдения тяги EmDrive были ложными срабатываниями, что и должно быть подтверждено (или опровергнуто) новыми экспериментами.
Но даже отрицательный результат этой работы может не убить EmDrive навсегда, а силы и время не будут потрачены впустую. Есть много других конструкций двигателей без топлива, которые стóит изучать. И если учёные когда-либо разработают новые формы слабой тяги, гиперчувствительные балансы тяги, применяемые в текущих экспериментах, почти наверняка сыграют важнейшую роль в сортировке научных фактов от научной фантастики.
Друзья, если вам нравится канал, подписывайтесь на него, а также канал в Telegram, уютный чатик для дискуссий на научные темы и канал в YouTube, над которым я работаю.
