Hoffnung auf Raumfahrt

Vor einigen Monaten bestätigte das Eagleworks-Labor am Lyndon B. Johnson Space Flight Center in Houston den Betrieb des EmDrive-Triebwerks, das angeblich gegen eines der Grundgesetze der Physik verstößt – das Gesetz der Impulserhaltung. Die Testergebnisse wurden dann im Vakuum bestätigt (1), wodurch die Skeptiker eines der Argumente gegen diese Technologie ausgeräumt wurden.

1. Bild von Tests eines Fetty-Motors, der im Vakuum an einem Pendel hängt.

Kritiker weisen jedoch immer noch darauf hin, dass entgegen Medienberichten NASA Es ist noch nicht bewiesen, dass der Motor tatsächlich funktioniert.

Zum Beispiel experimentelle Fehler, die insbesondere durch die Verdunstung von Materialien verursacht werden, die im EmDrive-Antriebssystem enthalten sind – oder besser gesagt Cannae Drive, denn so nannte der amerikanische Designer Guido Fetta seine Version von EmDrive.

Woher kommt dieser Ansturm?

Aktuell in Verwendung Motoren in Raumfahrzeugen Sie erfordern, dass Gas aus einer Düse freigesetzt wird, wodurch das Schiff in die entgegengesetzte Richtung abprallt. Ein Motor, der dieses Gas zum Betrieb nicht benötigt, wäre ein großer Durchbruch.

Derzeit selbst wenn das Raumschiff Zugang zu einer unbegrenzten Solarenergiequelle hätte, wie dies bei der Fall ist elektrische IonenmotorenFür den Betrieb ist Kraftstoff erforderlich, dessen Ressourcen begrenzt sind.

EmDrive war ursprünglich die Idee von Roger Scheuer (2), einem der bedeutendsten Luftfahrtexperten Europas. Er präsentierte diesen Entwurf in Form eines konischen Behälters (3).

Ein Ende des Resonators ist breiter als das andere und seine Abmessungen sind so gewählt, dass elektromagnetische Wellen einer bestimmten Länge Resonanz erzeugen.

Infolgedessen müssen diese Wellen, die sich zum breiteren Ende hin ausbreiten, beschleunigt und zum schmaleren Ende hin verlangsamt werden.

Es wird erwartet, dass die Wellenfronten aufgrund unterschiedlicher Bewegungsgeschwindigkeiten einen unterschiedlichen Strahlungsdruck auf die gegenüberliegenden Enden des Resonators ausüben und dadurch einen von Null verschiedenen Schub erzeugen, der das Schiff antreibt.

Nun, Newton, wir haben ein Problem! Denn nach der uns bekannten Physik hat der Impuls kein Recht, zu wachsen, wenn keine zusätzliche Kraft aufgebracht wird. Theoretisch nutzt EmDrive das Phänomen des Strahlungsdrucks. Die Gruppengeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle und damit die von ihr erzeugte Kraft können von der Geometrie des Wellenleiters abhängen, in dem sie sich ausbreitet.

Wenn man nach Scheuers Idee einen konischen Wellenleiter so baut, dass sich die Geschwindigkeit der Welle an einem Ende deutlich von der Geschwindigkeit der Welle am anderen Ende unterscheidet, dann erhält man durch die Reflexion dieser Welle zwischen den beiden Enden ein Unterschied im Strahlungsdruck, d.h. ausreichend Kraft, um den Schub zu erreichen (4).

Laut Scheuer verstößt EmDrive nicht gegen die Gesetze der Physik, sondern nutzt Einsteins Theorie – der Motor befindet sich in einem anderen Bezugsrahmen als die darin „arbeitende“ Welle. Bisher wurden nur sehr kleine EmDrive-Prototypen mit Schubkräften im Mikronewton-Bereich gebaut.

Wie Sie sehen, gibt nicht jeder dieses Konzept sofort auf, wenn neue Prototypen erstellt werden. Beispielsweise führte eine große Forschungseinrichtung wie die Xi'an Northwest Polytechnic University in China Experimente durch, die zur Entwicklung eines Prototyps eines Triebwerks mit einem Schub von 720 Mikronewton führten.

Es sind vielleicht nicht viele, aber einige davon werden verwendet Raumfahrt, Ionentriebwerke sie generieren überhaupt nichts mehr. Die von der NASA getestete Version von EmDrive ist das Werk des amerikanischen Designers Guido Fetti. Vakuumtests des Pendels bestätigten, dass es eine Schubkraft von 30–50 Mikronewton erreicht.

Ist das Prinzip der Impulserhaltung aufgehoben? Wahrscheinlich nein. NASA-Experten erklären die Funktionsweise des Triebwerks genauer durch die Wechselwirkung mit Materie- und Antimaterieteilchen, die sich im Quantenvakuum gegenseitig vernichten und dann gegenseitig vernichten. Nachdem sich nun gezeigt hat, dass das Gerät funktioniert, wäre es angebracht, die Funktionsweise des EmDrive zu untersuchen.

3. Eines der EmDrive-Motormodelle

Wer versteht die Gesetze der Physik nicht?

Die Leistung, die die bisher gebauten Prototypen bieten, wird Sie nicht umhauen, wenn auch, wie wir bereits erwähnt haben, einige davon Ionenmotoren sie arbeiten im Mikronewton-Bereich.

4. EmDrive - das Funktionsprinzip

Laut Scheuer lässt sich der Schub in EmDrive durch den Einsatz von Supraleitern deutlich steigern.

Laut John P. Costelli, einem berühmten australischen Physiker, versteht Scheuer jedoch „die Gesetze der Physik nicht“ und begeht unter anderem einen grundlegenden Fehler, indem er in seinen Diagrammen die durch Strahlung ausgeübte Kraft nicht berücksichtigt an den Seitenwänden des Resonators.

In einer auf der Website von Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd. veröffentlichten Erklärung heißt es, dass es sich dabei um eine geringe Menge handelt. Kritiker fügen jedoch hinzu, dass Scheuers Theorie in keiner von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurde.

Am bedenklichsten ist die Missachtung des Impulserhaltungssatzes, obwohl Scheuer selbst behauptet, dass die Wirkungsweise des Antriebs diesen überhaupt nicht verletzt. Tatsache ist, dass der Autor des Geräts noch keine einzige Arbeit darüber in einer Fachzeitschrift veröffentlicht hat.

Die einzigen Veröffentlichungen erschienen in der populären Presse, inkl. im Der neue Wissenschaftler. Seine Redakteure wurden wegen des aufsehenerregenden Tons des Artikels kritisiert. Einen Monat später veröffentlichte der Verlag Erläuterungen und ... Entschuldigungen für den veröffentlichten Text.