Каждое действие соответствует равной и противоположной реакции: третий закон динамики. Это принцип, на котором основаны космические ракеты, которые сжигают топливо в одном направлении, чтобы идти в противоположном направлении.
Тем не менее, инженер НАСА считает, что он может доставить нас к звездам без какого-либо топлива, благодаря специальному винтовому двигателю. Двигатель, который станет основой всех космических кораблей будущего.
Дизайнер Дэвид Бернс Центра космических полетов им. Маршалла в Алабаме «винтовой двигатель» использует эффекты изменения массы, происходящие на скоростях, близких к скорости света. Бернс опубликовал документ с описанием концепции на сервере технических отчетов НАСА.
Излишне говорить, что его работа была встречена с некоторым скептицизмом со стороны коллег, но Бернс считает, что концепция верна и заложит основу для многих будущих космических двигателей. «Если кто-то докажет, что это не работает, у меня не возникнет проблем с тем, чтобы подумать об этом, но этот вариант тоже стоит изучить», — говорит он.
Как работает винтовой мотор?
Чтобы понять принцип работы винтового двигателя Бернса, попробуйте представить коробку на поверхности, не имеющей трения. Внутри коробки есть планка, вокруг которой проходит кольцо. Если импульс внутри коробки толкает кольцо, оно будет скользить вперед, когда коробка движется в противоположном направлении. Как только вы ударите по краю коробки, кольцо вернется, и коробка тоже, изменив свое направление. В нормальных условиях третий закон динамики вызывает колебания кольца справа налево.
Но что произошло бы, спрашивает Бернс, если бы масса кольца была больше, когда оно движется в одном направлении, и меньше, когда оно возвращается в противоположном направлении? На самом деле действие было бы больше, чем противодействие, третий закон динамики был бы обойден, и коробка двигалась бы все дальше и дальше вперед.
Как это кольцо может изменить свою массу?
Это не «запрещено» физикой. Специальная теория относительности Эйнштейна говорит, что объект набирает массу по мере приближения к скорости света (эффект, который можно минимально продемонстрировать с помощью современных ускорителей частиц).
На самом деле, если мы заменим кольцо в коробке на ускоритель частиц, мы получим результат. Ионы внутри кольца будут двигаться со скоростью, близкой к скорости света (увеличивая массу), когда он движется в одном направлении, и замедляя их (уменьшая массу), когда они движутся в другом.
Это можно сделать еще лучше
Бернс считает, что система была бы еще более эффективной, если бы она была сделана без палки и кольца и заменила бы все одним ускорителем частиц в форме спирали, способным заставить частицы совершать как поперечное, так и продольное движение: винтовой движение, точно.
Как насчет коробки?
Скорее всего, потребуется довольно большой. Неслучайно размеры этого двигателя порядка 200 метров в длину и 12 в диаметре. Требуемая энергия также огромна, согласно расчетам: требуется 165 мегаватт энергии, чтобы создать тягу, равную 1 ньютону (это сила, которую мы используем, чтобы нажать клавишу на клавиатуре).
По этой причине двигатель может работать только в «большой коробке без трения» (или почти без трения): космическом пространстве.
«При должном количестве времени и энергии этот двигатель мог бы достичь 99 процентов скорости света в космосе», — говорит Бернс.
Электромагнитный двигатель с движителями, но без топлива
В конце 70-х годов американский изобретатель Роберт Кук запатентовал конструкцию двигателя, способного, по его словам, преобразовывать центробежную силу в поступательное движение.
Спустя 30 лет, в начале 2000-х годов, английский изобретатель Роджер Шойер предложил ЭМ-привод, способный преобразовать его в наддув из микроволн.
В январе 2017, магнитный двигатель, разработанный в лаборатории Eagleworks НАСА казалось, попал в цель, но более подробные испытания выявили конструктивную ошибку в этих магнитных движителях. Феномен также известен как «как отлить двигатель».
Ни одна концепция еще не была успешно протестирована: оба они считаются невозможными за нарушение основного закона физики, закон сохранения момента импульса.
Мартин Таймар Технологический университет Дрездена в Германии протестировал EM Drive (безуспешно) и считает, что винтовой двигатель, вероятно, будет иметь те же проблемы.
«На мой взгляд, никакая инерционная двигательная установка никогда не будет работать в космических условиях», — говорит он.
Принцип этого невозможного двигателя соответствует специальной теории относительности, что делает его особенным, но «к сожалению, всегда нужно учитывать механизм действия и противодействия».
Бернс работал самостоятельно и признает, что модель двигателя довольно неэффективна. Тем не менее, это не наносит ущерба принципу, и считает, что есть потенциал для улучшения.
«Я знаю риски, связанные с внедрением таких технологий, как холодный синтез или ЭМ-драйв», кости. «Я знаю, что моя репутация будет обсуждаться, но вы должны рискнуть, если хотите изобрести что-то новое».
Такое впечатление, что находишься перед очень интересными идеями крайне зачаточного проекта. Все идеи присутствуют, но целое кажется преждевременным.
