Da quando la NASA ha annunciato di aver creato un prototipo del controverso propulsore a cavità risonante a radiofrequenza (aka. l’unità EM), tutti i risultati riportati sono stati oggetto di controversie. E con la maggior parte degli annunci che assumono la forma di “perdite” e voci, tutti gli sviluppi segnalati sono stati naturalmente trattati con scetticismo.
Eppure, i rapporti continuano ad arrivare. Gli ultimi presunti risultati provengono dai laboratori Eagleworks del Johnson Space Center, dove un rapporto “trapelato” ha rivelato che l’unità controversa è in grado di generare spinta nel vuoto. Proprio come il processo critico di peer-review, se il motore può passare o meno nello spazio è stato un problema persistente per qualche tempo.
Dati i vantaggi dell’unità EM, è comprensibile che le persone vogliano vederlo funzionare. Teoricamente, questi includono la capacità di generare abbastanza spinta per volare sulla Luna in sole quattro ore, su Marte in 70 giorni e su Plutone in 18 mesi, e la capacità di fare tutto senza la necessità di propellente. Sfortunatamente, il sistema di azionamento si basa su principi che violano la conservazione della legge sulla quantità di moto.
Questa legge afferma che all’interno di un sistema, la quantità di moto rimane costante e non viene né creata né distrutta, ma cambia solo attraverso l’azione delle forze. Poiché l’azionamento EM comporta cavità elettromagnetiche a microonde che convertono l’energia elettrica direttamente in spinta, non ha massa di reazione. È quindi “impossibile”, per quanto riguarda la fisica convenzionale.
Il rapporto, intitolato “Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum”, era apparentemente trapelato all’inizio di novembre. Il suo autore principale è prevedibilmente Harold White, il leader del team di propulsione avanzata per la Direzione dell’ingegneria della NASA e l’investigatore principale per il laboratorio Eagleworks della NASA.
Come lui e i suoi colleghi (presumibilmente) riferiscono nel documento, hanno completato un test di spinta impulsivo su un “articolo di test RF conico”. Questo consisteva in una fase di spinta in avanti e indietro, un pendolo a bassa spinta e tre test di spinta a livelli di potenza di 40, 60 e 80 watt. Come hanno affermato nel rapporto:
” È mostrato qui che un articolo di test RF conico caricato dialetticamente eccitato in modalità TM212 a 1,937 MHz è in grado di generare costantemente forza a un livello di spinta di 1,2 ± 0,1 mN/kW con la forza diretta verso l’estremità stretta in condizioni di vuoto.”
Per essere chiari, questo livello di spinta al potere-1.2. millinewtons per kilowatt – è abbastanza insignificante. Infatti, la carta continua a mettere questi risultati nel contesto, confrontandoli con propulsori ionici e proposte vela laser:
“L’attuale stato dell’arte della spinta alla potenza per un propulsore Hall è dell’ordine di 60 mN/kW. Questo è un ordine di grandezza superiore all’articolo di prova valutato nel corso di questa campagna di vuoto The Il 1.Il parametro di prestazione di 2 mN / kW è superiore di due ordini di grandezza rispetto ad altre forme di propulsione a “propellente zero” come vele leggere, propulsione laser e razzi fotonici con spinta a livelli di potenza nell’intervallo 3,33-6,67 /kW (o 0,0033 – 0,0067 mN/kW).”
Attualmente, i motori ionici sono considerati la forma di propulsione più efficiente in termini di carburante. Tuttavia, sono notoriamente lenti rispetto ai tradizionali propulsori a propellente solido. Per offrire qualche prospettiva, la missione Dawn dell’ESA si basava su un motore allo xeno che aveva una spinta alla generazione di energia di 90 millinewtons per kilowatt. Utilizzando questa tecnologia, la sonda ha impiegato quasi quattro anni per viaggiare dalla Terra all’asteroide Vesta.
Il concetto di energia diretta (aka. laser sails), al contrario, richiede pochissima spinta poiché si tratta di sonde artigianali di dimensioni wafer-minuscole che pesano circa un grammo e trasportano tutti i loro strumenti di cui hanno bisogno sotto forma di chip. Questo concetto è attualmente in fase di esplorazione per il gusto di fare il viaggio verso pianeti e sistemi stellari vicini all’interno delle nostre vite.
Due buoni esempi sono il concetto interstellare PROFONDO finanziato dalla NASA che è in fase di sviluppo presso UCSB, che tenta di utilizzare i laser per alimentare un velivolo fino a 0,25 la velocità della luce. Nel frattempo, il Progetto Starshot (parte di Breakthrough Initiatives) sta sviluppando un mestiere che sostengono raggiungerà velocità del 20% la velocità della luce, e quindi essere in grado di fare il viaggio ad Alpha Centauri in 20 anni.
Rispetto a queste proposte, l’unità EM può ancora vantare il fatto che non richiede alcun propellente o una fonte di alimentazione esterna. Ma sulla base di questi risultati del test, la quantità di potenza che sarebbe necessaria per generare una quantità significativa di spinta renderebbe impraticabile. Tuttavia, si dovrebbe tenere presente che questo test a bassa potenza è stato progettato per vedere se qualsiasi spinta rilevata potrebbe essere attribuita ad anomalie (nessuna delle quali è stata rilevata).
Il rapporto riconosce anche che saranno necessari ulteriori test per escludere altre possibili cause, come gli spostamenti del centro di gravità (CG) e l’espansione termica. E se le cause esterne possono essere nuovamente escluse, i test futuri tenteranno senza dubbio di massimizzare le prestazioni per vedere quanta spinta l’unità EM è in grado di generare.
Ma ovviamente, tutto questo presuppone che la carta “trapelata” sia autentica. Fino a quando la NASA può confermare che questi risultati sono davvero reali, l’unità EM sarà bloccato nel limbo polemiche.
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Immagine: T6 ion thruster firing