Blev fysik virkelig krænket af EM drive i’ lækket ‘ NASA-papir?

lige siden NASA meddelte, at de havde skabt en prototype af den kontroversielle radiofrekvens Resonant Cavity Thruster (aka. em-drevet), har alle rapporterede resultater været genstand for kontrovers. Og med de fleste af meddelelserne i form af “lækager” og rygter, er alle rapporterede udviklinger naturligt behandlet med skepsis.

men rapporterne bliver ved med at komme. De seneste påståede resultater kommer fra Eagle-laboratorierne på Johnson Space Center, hvor en “lækket” rapport afslørede, at det kontroversielle drev er i stand til at generere tryk i et vakuum. Ligesom den kritiske peer-gennemgangsproces har det været et langvarigt problem i nogen tid, om motoren kan passere mønstre i rummet eller ej.

i betragtning af fordelene ved EM-drevet er det forståeligt, at folk vil se det fungere. Teoretisk set inkluderer disse evnen til at generere nok tryk til at flyve til månen på bare fire timer, til Mars på 70 dage og til Pluto på 18 måneder og evnen til at gøre det hele uden behov for drivmiddel. Desværre er drevsystemet baseret på principper, der krænker bevarelsen af Momentumloven.

denne lov siger, at inden for et system forbliver mængden af momentum konstant og hverken skabes eller ødelægges, men kun ændres gennem styrkenes handling. Da EM-drevet involverer elektromagnetiske mikrobølgehulrum, der omdanner elektrisk energi direkte til tryk, har den ingen reaktionsmasse. Det er derfor “umuligt”, så vidt konventionel fysik går.

rapporten med titlen “måling af impulsiv tryk fra et lukket Radiofrekvenshulrum i vakuum” blev tilsyneladende lækket i begyndelsen af November. Det er hovedforfatter er forudsigeligt Harold Hvid, den avancerede Fremdriftsteamleder for NASA Engineering Directorate og hovedforsker for NASAs Eagle-Lab.

da han og hans kolleger (angiveligt) rapporterer i papiret, afsluttede de en impulsiv tryktest på en “konisk RF-testartikel”. Dette bestod af en fremadgående og omvendt trykfase, et pendul med lavt tryk og tre trykprøvninger ved effektniveauer på 40, 60 og 80 vand. Som de sagde i rapporten:

“det vises her, at en dialektisk indlæst konisk RF-testartikel, der er ophidset i tm212-tilstand ved 1.937 MHG, er i stand til konsekvent at generere kraft ved et trykniveau på 1,2 liter 0,1 mn/kV med kraften rettet mod den smalle ende under vakuumforhold.”

for at være klar, dette niveau af fremdrift til magten – 1.2. kilovatt – er ret ubetydelig. Faktisk, papiret fortsætter med at placere disse resultater i sammenhæng, sammenligne dem med ionpropeller og lasersejlforslag:

“den aktuelle topmoderne fremdrift til strøm til en Hall-thruster er i størrelsesordenen 60 mN/kV. Dette er en størrelsesorden højere end testartiklen evalueret i løbet af denne vakuumkampagne… 1.2 mN/kV ydelsesparameter er to størrelsesordener højere end andre former for ‘nul drivmiddel’ fremdrift såsom lette sejl, laser fremdrift og fotonraketter med tryk til effektniveauer i området 3,33-6,67 /kV (eller 0,0033 – 0,0067 mN/kV).”

i øjeblikket betragtes ionmotorer som den mest brændstofeffektive form for fremdrift. De er imidlertid notorisk langsomme sammenlignet med konventionelle thrustere med fast drivmiddel. For at give noget perspektiv var ESA ‘ s daggry-mission afhængig af en fremmed-ion-motor, der havde en kraft til kraftproduktion på 90 tusind ton pr. Ved hjælp af denne teknologi tog det sonden næsten fire år at rejse fra jorden til asteroiden Vesta.

begrebet direkte energi (aka. lasersejl) kræver derimod meget lidt tryk, da det involverer håndværk i vaffelstørrelse-små sonder, der vejer omkring et gram og bærer alle deres instrumenter, de har brug for i form af chips. Dette koncept udforskes i øjeblikket for at gøre rejsen til naboplaneter og stjernesystemer inden for vores egen levetid.

to gode eksempler er det NASA-finansierede DEEP-in interstellare koncept, der udvikles på UCSB, som forsøger at bruge lasere til at drive et fartøj op til 0,25 lysets hastighed. I mellemtiden udvikler Project Starshot (en del af Breakthrough Initiatives) et håndværk, som de hævder vil nå hastigheder på 20% lysets hastighed og dermed være i stand til at tage turen til Alpha Centauri om 20 år.

sammenlignet med disse forslag kan EM-drevet stadig prale af, at det ikke kræver noget drivmiddel eller en ekstern strømkilde. Men baseret på disse testresultater ville den mængde strøm, der ville være nødvendig for at generere en betydelig mængde tryk, gøre det upraktisk. Man skal dog huske på, at denne test med lav effekt var designet til at se, om nogen detekteret tryk kunne tilskrives anomalier (hvoraf ingen blev detekteret).

rapporten anerkender også, at yderligere test vil være nødvendig for at udelukke andre mulige årsager, såsom tyngdepunkt (CG) skift og termisk ekspansion. Og hvis eksterne årsager igen kan udelukkes, vil fremtidige tests uden tvivl forsøge at maksimere ydeevnen for at se, hvor meget tryk EM-drevet er i stand til at generere.

men selvfølgelig antager alt dette, at det “lækkede” papir er ægte. Indtil NASA kan bekræfte, at disse resultater faktisk er reelle, vil EM-drevet sidde fast i kontroversen limbo.