sinds NASA aankondigde dat ze een prototype hadden gemaakt van de controversiële Radio Frequency Resonant Cavity Thruster (aka. de EM Drive), alle gerapporteerde resultaten zijn het onderwerp van controverse geweest. En met de meeste aankondigingen in de vorm van “lekken” en geruchten, alle gerapporteerde ontwikkelingen zijn natuurlijk behandeld met scepsis.
en toch blijven de rapporten komen. De laatste vermeende resultaten komen van de Eagleworks laboratoria in het Johnson Space Center, waar een “uitgelekt” rapport onthulde dat de controversiële aandrijving in staat is stuwkracht te genereren in een vacuüm. Net als de kritische peer-review proces, of de motor kan opbrengen in de ruimte is een slepende kwestie voor enige tijd.
gezien de voordelen van de EM-Drive is het begrijpelijk dat mensen het willen zien werken. Theoretisch zijn dit de mogelijkheid om voldoende stuwkracht te genereren om naar de maan te vliegen in slechts vier uur, naar Mars in 70 dagen, en naar Pluto in 18 maanden, en de mogelijkheid om het allemaal te doen zonder de noodzaak van stuwstof. Helaas is het aandrijfsysteem gebaseerd op principes die de Wet op het behoud van Momentum schenden.
deze wet stelt dat binnen een systeem, de hoeveelheid momentum constant blijft en niet wordt gecreëerd of vernietigd, maar alleen verandert door de actie van krachten. Aangezien de EM-aandrijving elektromagnetische microgolfholtes omvat die elektrische energie rechtstreeks in stuwkracht omzetten, heeft deze geen reactiemassa. Het is dus “onmogelijk”, voor zover conventionele natuurkunde gaat.Het rapport, getiteld “Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency holte in Vacuum”, werd blijkbaar begin November uitgelekt. De hoofdauteur is voorspelbaar Harold White, De Advanced Propulsion Team leiden voor de NASA Engineering Directoraat en de hoofdonderzoeker voor NASA ‘ s Eagleworks lab.
zoals hij en zijn collega ‘ s (naar verluidt) melden in de krant, voltooiden zij een impulsieve stuwkrachttest op een “taps toelopende RF-testartikel”. Deze bestond uit een voorwaartse en omgekeerde stuwkrachtfase, een slinger met lage stuwkracht en drie stuwkrachttests bij vermogensniveaus van 40, 60 en 80 watt. Zoals zij in het rapport vermelden:
” hier wordt aangetoond dat een dialectisch geladen taps toelopend RF-testartikel dat in de tm212-modus bij 1.937 MHz wordt aangeslagen, in staat is consequent kracht te genereren bij een stuwkrachtniveau van 1,2 ± 0,1 mN/kW met de kracht gericht op het smalle uiteinde onder vacuümomstandigheden.”
om duidelijk te zijn, dit niveau van stuwkracht aan macht-1.2. millinewtons per kilowatt – is vrij onbeduidend. In feite plaatst het document deze resultaten in een context en vergelijkt ze met ion thrusters en laser sail voorstellen.:
” de huidige stand van de techniek stuwkracht voor een Hall thruster is in de Orde van 60 mN/kW. Dit is een orde van grootte hoger dan het test artikel geëvalueerd tijdens de loop van deze vacuüm campagne … de 1.2 mN/kW prestatieparameter is twee ordes van grootte hoger dan andere vormen van’ nul stuwstof ‘ voortstuwing, zoals lichte zeilen, laservoortstuwing en fotonraketten met stuwkracht tot vermogensniveaus in het 3,33-6,67 /kW (of 0,0033 – 0,0067 mN/kW) bereik.”
momenteel worden Ionenmotoren beschouwd als de meest brandstofefficiënte vorm van voortstuwing. Echter, ze zijn notoir traag in vergelijking met conventionele, vaste stuwstof stuwraketten. Om wat perspectief te bieden, vertrouwde de Dawn-missie van de ESA op een xenon-ion-motor die een stuwkracht had om de energieopwekking van 90 millinewton per kilowatt. Met deze technologie deed de sonde er bijna vier jaar over om van de aarde naar de asteroïde Vesta te reizen.
het begrip directe energie (ook bekend als directe energie) laser zeilen), daarentegen, vereist zeer weinig stuwkracht, omdat het gaat om wafel-sondes ter grootte van ambachtelijke-kleine sondes die gewicht ongeveer een gram en dragen al hun instrumenten die ze nodig hebben in de vorm van chips. Dit concept wordt momenteel verkend omwille van het maken van de reis naar naburige planeten en sterrenstelsels binnen onze eigen levens.Twee goede voorbeelden zijn het door NASA gefinancierde diep-IN-interstellaire concept dat wordt ontwikkeld bij UCSB, dat probeert lasers te gebruiken om een vaartuig aan te drijven tot 0,25 de lichtsnelheid. Ondertussen ontwikkelt Project Starshot (onderdeel van Breakthrough Initiatives) een vaartuig waarvan zij beweren dat het snelheden zal bereiken van 20% van de lichtsnelheid, en zo de reis naar Alpha Centauri over 20 jaar kan maken.
in vergelijking met deze voorstellen kan de EM-aandrijving nog steeds bogen op het feit dat er geen drijfgas of een externe energiebron voor nodig is. Maar gebaseerd op deze testresultaten, zou de hoeveelheid vermogen die nodig zou zijn om een aanzienlijke hoeveelheid stuwkracht te genereren het onpraktisch maken. Men moet er echter rekening mee houden dat deze laagvermogenstest is ontworpen om te zien of een gedetecteerde stuwkracht kan worden toegeschreven aan anomalieën (die niet werden gedetecteerd).
in het rapport wordt ook erkend dat verdere tests nodig zullen zijn om andere mogelijke oorzaken uit te sluiten, zoals verschuivingen van het zwaartepunt (CG) en thermische uitzetting. En als externe oorzaken weer kunnen worden uitgesloten, zullen toekomstige tests ongetwijfeld proberen om de prestaties te maximaliseren om te zien hoeveel stuwkracht de EM-aandrijving kan genereren.
maar dit alles gaat er natuurlijk van uit dat het” gelekte ” papier echt is. Totdat NASA kan bevestigen dat deze resultaten inderdaad echt zijn, zal de EM-Drive vastzitten in controverse limbo.
verken verder
Image: T6 Ion thruster firing