Technologie vesmírného pohonu EM Drive

EM Drive
Základ pohonu EM Drive tvoří rezonanční měděný válec. /  Satellite Propulsion Research

Technologii mikrovlnného kosmického pohonu EM Drive v současné době testuje NASA, resp. texaské Johnsonovo vesmírné středisko. Pohon slibuje přinést revoluci ve vesmírných letech. Je zde však problém. EM Drive na první pohled porušuje základní fyzikální zákony.

EM Drive

Koncept pohonu EM Drive se poprvé objevil v roce 2001, kdy jej představil britský letecký inženýr Roger J. Shawyer. Základem EM Drive je speciální měděná rezonanční uzavřená trychtýřová dutina, do které elektronka generuje mikrovlny. Ty podle testů „nějakým způsobem" působí na dutinu a vyvíjejí tah. Sice nijak velký, ale při stejné energii údajně větší, než produkují iontové motory.

Problém však je, že z dutiny neuniká žádná hnací látka. Je tady tedy problém. EM Drive tak na první pohled porušuje nejzákladnější fyzikální zákon –zákon o zachování hybnosti. Ten zjednodušeně říká, že nelze vytvořit nebo zničit hybnost. Tímto zákonem se řídí všechny chemické i iontové motory.

EM Drive však na první pohled skutečně funguje. Vědci nemohou přijít na to, proč se jim daří měřit tah, i když odstínili a vyloučili všechny známé rušivé vlivy.

Například v roce 2010 profesor Juan Yang v Číně vyzkoušel koncept pohonu EM Drive. Při elektrickém příkonu 2,5 kW naměřil tah 720 mN. Například iontový motor NASA při příkonu 39,3 kW vyvíjí tah 670 Nm, ale spotřebovává navíc každou sekundu 7 miligramů xenonu.

Yang však nenabídl žádné přijatelné vysvětlení, proč EM Drive funguje. Na první pohled jde o velmi nízký tah, fascinující je ale přímá přeměna elektrické energie na tah.

EM DriveJedna z teorií tvrdí, že za naměřenou silou stojí fluktuace vákua. Důkazem fluktuace vákua je například potvrzený Casimirův jev. / Chris Bergin

Testy v NASA

Koncept pohonu EM Drive nakonec zaujal také americkou NASA. Pohon EM Drive v současné době testuje tým vedený doktorem Haroldem Whitem v Johnsonovo vesmírném středisku JSC (Johnson Space Center).

Doktor White provádí měření již od minulého roku. Stejně jako Shawyer ve Velké Británii nebo Yang v Číně naměřil malý, ale přesto měřitelný tah. Jako jeho kolegové v předešlých pokusech se White snažil odfiltrovat všechny možné rušivé vlivy.

Naměřený tah může souviset s fenoménem vakuových fluktuací (kvantových fluktuací). Díky vakuovým fluktuacím vznikají ve vesmírů tzv. virtuální částice.

Virtuální částice jsou částice, které nepřetržitě vznikají a zanikají ve vakuu. Virtuální částice například zprostředkovávají interakce mezi skutečnými částicemi a jsou zodpovědné za některé makroskopické jevy, jako je například magnetický moment elektronu nebo Casimirův jev.

EM Drive údajně s těmito částicemi nějakým způsobem interaguje. Jde údajně o stejný princip, jako u iontových motorů. Místo iontů se však využívají virtuální částice.

Toto vysvětlení je však předmět kritiky, neboť virtuální částice, podle známých fyzikálních zákonů, nejde nějakým způsobem „tlačit" v jednom směru. Navíc stále platí, že EM Drive je na první pohled uzavřený systém, z kterého neuniká žádná látka – je tady tedy problém se zákonem o zachování hybnosti.

Kritici nejčastěji jako důvod naměřeného tahu zmiňovali konvekci (šíření tepla prouděním), neboť mikrovlny rezonanční komoru značně zahřívají. Avšak nejnovější testy ve vakuu, které provedl Paul March z NASA Eagleworks, hypotézu konvekce vyvrátily. Teplo tedy viníkem tahu není.

EM DriveTestovací zařízení v Johnsonovo vesmírném středisku. / Chris Bergin

Vesmírná revoluce

Jaké jsou možnosti využití? V jednoduché verzi dokáže EM Drive nahradit raketové motory na družicích a ušetřit tak až několik tun paliva. Lze ho také použít na Mezinárodní vesmírné stanici pro potřebné pravidelné opravy (zvyšování) oběžné dráhy.

Naměřená účinnost (tedy pokud vše funguje) je tah 0,4 N na každý dodaný jeden kW elektrické energie. Kosmická loď s elektrickým zdrojem o výkonu 2 MW se tak dokáže ze Země na Mars dostat pouze za 70 dní. Pomocí chemických motorů cesta potrvá půl roku.

Cesta k měsíci Titan u Saturnu potrvá s pohonem EM Drive pouze devět měsíců. Nakonec i nejbližší hvězda Alpha Centauri je možným cílem. Pomocí neustalého zrychlování lze pomocí EM Drive dosáhnout na cestě až 9,4 % rychlosti světla. Cesta od Slunce k naší druhé nejbližší hvězdě tak potrvá pouze 94 rokům (bez zpomalení).

Výrazně se také zjednodušení opuštění gravitační pasti Země nebo Marsu. Chemické motory mohou například astronauty z Marsu dostat pouze na energeticky „nenáročnou" nízkou oběžnou dráhou. Loď pak pomocí EM Drive za pět dní nabere potřebnou únikovou rychlost z Marsu.

Pokud EM Drive funguje, doslova o několik řádů se zjednoduší technická a finanční náročnost pro vesmírné lety. Využitelnost a důsledky nové technologie není těžké si domyslet.

Zdroj: NASA Space Flight

Nahlásit chybu v článku

Doporučte článek svým přátelům na sociálních sítích

Související články

Vesmírný letoun Skylon míří do armády

Zájem armády o vesmírný letoun Skylon jsme předpovídali již dříve. Nyní se naše předpovědi naplnily. ...

CST-100: Vesmírná loď od společnosti Boeing

Ve Spojených státech v rámci programu CCDev vyvíjí několik společností nové vesmírné lodě. Jednou ze ...

EmDrive: Vesmírný pohon budoucnosti nebo velká blamáž?

EmDrive je experimentální pohon pro vesmírné lety slibující způsobit revoluci ve vesmírných letech. ...

Nová americká nosná raketa Vulcan

United Launch Alliance (ULA) vyvíjí nový vesmírný dopravní prostředek Vulcan. Raketa v budoucnu ...

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

UPOZORNĚNÍ: Zeleně budou vždy označeny nejnovější příspěvky za 24 hodin. Podobu diskuze stále ladíme a snažíme se vyjít vstříc všem konstruktivním připomínkám.

  • Beld
    10:39 11.05.2015

    Dokud nebudou nejake relevantni studie a oponentury , tak to proste radim k nadsvetelnym neutrinum a studene fuzi . Rad bych aby to fungovale , ale obecne veskere zatim zverejnene testy nevypovidaji vubec o nicem . Obecne to jen ukazuje na rozdilnost prace vedcu a novinaru ( I nekterych clenu odborne verejnosti ) .

    btw: NASA to samozrejmne oficialne vubec nekomentovalo . Co si na web napise zastupce jednoho , ze stovek tymu pracujici i pod zastitou NASA , je jen jeho boj .

    Ten vliv jde relativne jednoduse potvrdit/vyvratit . Jenze demonstrator v te velikosti a te urovne ( vcetne veskereho zazemi okolo ) . By stal desitky milionu dolaru . Vzhledem k napnutosti rozpoctu v poslednich par letech jim to nikdo neda . Cili si "zase" uzijeme 1-2 roky spekulaci ...

  • Arccos
    10:25 11.05.2015

    Chazarský Warmonger: Vámi zmiňováný Keshe je kromě jeho nekritických příznivců obecně považovaný buď za blázna nebo rovnou podvodníka. Ve skutečnosti nepředvedl nikdy nic funkčního a kdo se podívá hlouběji na jeho "práci", tak nutně dojde k závěru, že ani nepředvede.
    Těch 120 následovníků musí ve skutečnosti za pobyt a "školení" v Kesheho insitutu platit a po několika měsících blábolení a nic neříkajících hokus pokus experimentů se jich Keshe zbavuje. Takhle se prosím vydělává!

  • juhelak
    10:15 11.05.2015

    hm pokud chtějí vyřešit všechny možné vlivy, tak jelikož tohle vypadá i relativně levné, tak mají sestrojit nejakou mensi sondu a pak ji z iss vypustit a at si letí a ze země můžou monitorovat jak se vede.. možná by to nakonec vyslo levneji nez to x let zkoumat.

  • kazd
    09:52 11.05.2015

    Teorie všeho, kterou já jsem měl na mysli, je přesvědčení o nalezení teorie objasňující vše.
    Tedy po jejím objevení už budeme znát vše a vše bude touto teoriií popsáno.

  • shal
    07:53 11.05.2015

    Kazd: Nevím proč by to měl být překonaný názor. Microskopické i makroskopické objekty se musí chovat podle stejného souboru pravidel, které ještě neznáme. Standartní model i kvantová teorie budou pouze speciální stavy nějaké obecnější teorie, na kterou jsme prostě ještě nepřišli.

    Newtonovy zákony které stačily k popisu přírodních pozorování stačila lidstvu několik staletí a přesto se jednalo pouze o zjednodušený model obecnějších pravidel se kterými přišel Einstein.

  • kazd
    21:57 10.05.2015

    "Někde prostě je problém a ani jedna současná fyzikální teorie nemůže být úplně správně"

    Teorie samozřejmě správně jsou. Pouze popisují určitý OBJEM jevů s určitou PŘESNOSTÍ.
    Před Einsteinem byla také fyzika a také odpovídala na otázky nyní řešené pomocí Einsteina (např. pohyby planet atd..)
    Nové teorie je nutno chápat především jako doplňování děr.
    Podstatná část vědců zastává názor, že snaha jednou teorií vyplnit všechny díry a vytvořit teorii všeho je již překonaný názor.

  • shal
    20:06 10.05.2015

    ˇUčinnost EM DRive už potvrdilo několik na sobě nezávislých laboratoří. Jako třeba BAE Systems, EADS Astrium, Siemens. Problém je že nikdo neví jak to funguje. Jenom že to funguje.

  • Muhaha
    17:26 10.05.2015

    Nevím, vážně nevím.

    Jakým způsobem byla měření prováděna, zda byla opakovaně potvrzována, co brání NASA v publikaci (alespoň předběžných) výsledků ....

    Dr. White provádí měření příliš krátkou dobu.

    A také je podivné to přesunování výzkumu: nejdřív Británie, potom Čína, teď USA ...

    No ale já ani bistromatickému pohonu zpočátku nedůvěřoval, a jak dobře funguje.

  • Chazarský Warmonger
    12:47 10.05.2015

    Ještě zajímavější technologii pro pohon těles jsou magneticko-gravitační reaktory Íránského vývojáře žijícího v Itálii. Jeho cca 120 následovníků v několika týmech má pozoruhodné výsledky. Zatím sice v oblasti produkce hmoty, nicméně je šance i na tah (zdvih). Velmi levný hardware a výuka je každý týden 4 hod zdarma na LiveStream:

    http://livestream.com/ssiworkshops/ksworkshops

  • Jan Grohmann
    08:59 10.05.2015

    pajo, ano, bohužel často je "přání, otcem myšlenky" ... ale přeci jen.
    Jedno je fakt, vědci se už dlouho snaží najít teorii všeho. Někde prostě je problém a ani jedna současná fyzikální teorie nemůže být úplně správně.
    V kvantovém světě jsou takové šílenosti, které klasickou fyzikou nemůžeme vysvětlit a přece víme, že existují. Problém je, že u EM Drive (možná) vidíme důsledky kvantových jevů v makrosvěte. Ale není to výjimkou, stačí se podívat na vysokoteplotní supravodivost - funguje, je to potvrzené, ale nevíme proč. Je to také přenesení kvantových jevů do makrosvěta.

  • Deortc
    00:32 10.05.2015

    Bylo by to opravdu něco převratného, kdyby se potvrdlo, že to skutečně funguje, ale bojím se aby to nebyl zase jen jeden takový sen. Přece jen, ve fyzice snad nikdy nejdou věci až tak jednoduše a zázračné aparáty a fyzikální jevy fungující na neznámých pricipech se dosud vždycky nakonec ukázaly v lepším případě jako omyl, v tom horším jako podvod.
    Pamatujete jaké naděje před nějakými pětadvaceti lety vzbuzovala studená jaderná fúze? A kdo si na ni dneska ještě vzpomene? Kde je jí konec? A tehdy už se vykreslovaly vize celosvětového dostatku levné elektrické energie....
    Nebo třeba nadsvětelná neutrina.....
    Bojím se aby se toto zařízení jen nepřidalo do fronty k těm výše uvedeným a mnoha dalším "zázrakům". I když bych si samozřejmě moc přál aby tomu tak nebylo, protože tohle by lidstvu otevřelo minimálně celou sluneční soustavu.

  • pajo
    22:59 09.05.2015

    Po prve, NASA nic nepotvrdila a nepublikovala. Stranka http://www.nasaspaceflight.com (zdroj tohto clanku) je len strankou nadsencov NASA a vsetky neoverene informacie v clanku su od par inzeriov z NASA Eagleworks diskutovanych na fore danej stranky. Kazda seriozna vedecka organizacia ma vnutorne predpisy, ako musite postupovat, aby ste mohli oficialne publikovat vysledky pod jej menom. Jednym z nich je presvedcit ostatnych kolegov o spravnosti vasich vysledkov. Kedze ziadne oficialne vysledky NASA nepublikovala, tak zjavne vysledky ich pokusov nebude take jasne ako ich prezentuju.
    Po druhe, ak by emdrive fungoval, tak by porusoval zakladne zakony fyziky ako zakon zachovania hybnosti ci Einstenovu teoriu relativity. Netvrdim, ze nemozeme nastat obrovksy skok vo fyzike ako bol napr. od Newtona k Einstonovi, ale v tomto pripade je na mieste byt viac ako opatrny a podozrievavy.
    Po tretie, precitajte si napr. http://www.forbes.com/sites/ethansiegel/2015/05/04/no-nasa-did-not-accidentally-invent-warp-drive/ na hlbsie pochopenie, co musi minimalne splnat vyskum, aby mohol byt brany seriozne.

  • shal
    21:42 09.05.2015

    Tetragramat: Ono totiž trvalo několik let než to vědecká komunita začala brát vážně. A nelze se jim divit. Tvrzení "Ono to funguje ale nevíme proč" moc podpory nepřinese.

  • Tetragramat
    20:51 09.05.2015

    Ales_CZ: Myslím, že to bude trvat více než několik let. Už totiž cca 10 let EM drive zkoumají a pořád se vlastně nikam nedostali, ikdyž poslední dobou se o tom mluví celkem často, než před lety.

  • Arccos
    20:40 09.05.2015

    Jsem skeptický k tomu, že zařízení opravdu funguje, ale hrozně bych si přál, aby fungovalo! Jak už kdysi řekl (asi) Grygar, mimořádná tvrzení vyžadují mimořádné důkazy. Zatím jsme je nedostali, naměřené výsledky jsou na hranici přesnosti popsaného experimentu. A, co si budem malovat, experimentátoři jsou nadšenci a přání může být otcem myšlenky - a tím vůbec nemyslím, že by záměrně podváděli. Na druhou stranu bysme neměli přehlížet, že dosavadní pokusy vyznívají kladně, nejvážněji pak experimenty ve vakuu, které odstřelily nejčastější (a nejvíc po ruce) argument, že jde ve skutečnosti interkce s okolním vzduchem.

  • shal
    19:41 09.05.2015

    Nejúžasnější na tom je (krom zjednodušení a zvýšení spolehlivosti samotných motorů), že odpadne nákladné dodávání paliva a úplně budou stačit solární panely nebo jaderné reaktory dodávající energii po celé léta nebo desetiletí.

  • Ales_CZ
    14:48 09.05.2015

    neboj, to zjistíme za několik let

  • Adanedhel
    13:49 09.05.2015

    Takovou technologii lidstvo potřebuje jako sůl. A doufám, že to není jen nějaký žertík, nebo dlouho úmyslně udržovaná dezinformace.