На каждое действие есть равное и противоположное противодействие: третий закон динамики. Это принцип, на котором основаны космические ракеты: топливо сжигается в одном направлении, а затем движется в противоположном.
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 В Центре космических полетов Маршалла в Алабаме «винтовой двигатель» использует эффекты изменения массы, которые происходят на скоростях, близких к скорости света. Бернс опубликовал статью с описанием концепции на сервере технических отчетов НАСА.
Излишне говорить, что его работа была встречена со скептицизмом со стороны некоторых его коллег, но Бернс считает, что эта концепция верна и проложит путь для многих космических двигателей будущего. «Если кто-то докажет, что это не работает, у меня не будет проблем с тем, чтобы изменить свое мнение, но стоит изучить и этот вариант», — говорит он.
Как работает винтовой мотор?
Чтобы немного понять принцип работы винтового двигателя, созданного Бёрнсом, попробуйте представить коробку на поверхности, не имеющей трения. Внутри коробки находится стержень, по которому скользит кольцо. Если импульс внутри коробки толкнет кольцо, оно будет скользить вперед, а коробка будет двигаться в противоположном направлении. Как только оно достигнет края коробки, кольцо переместится назад, и коробка тоже, изменив свое направление. В нормальных условиях третий закон динамики вызывает колебания кольца справа налево.
Но что бы произошло, спрашивает Бернс, если бы масса кольца была больше, когда оно двигалось в одном направлении, а затем уменьшалась, когда оно возвращалось в противоположном направлении? На самом деле действие было бы больше, чем противодействие, третий закон динамики был бы обойден, и ящик двигался бы все дальше и дальше вперед.
Как это кольцо может изменить свою массу?
Это не «запрещено» физикой. Специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что объект набирает массу по мере приближения к скорости света (эффект, который в небольшой степени можно продемонстрировать с помощью современных ускорителей частиц).
Фактически, если мы заменим кольцо в ящике на ускоритель частиц, мы получим результат. Ионы внутри кольца будут двигаться со скоростью, близкой к скорости света (увеличение массы) при движении в одном направлении и замедлением (уменьшение массы) при движении в другом.
Это можно сделать еще лучше
Бернс считает, что система была бы еще более эффективной, если бы от стержня и кольца отказались и все заменили одним спиралевидным ускорителем частиц, способным заставлять частицы совершать как боковые, так и продольные движения: точнее, спиральное движение.
Как насчет коробки?
Судя по всему, понадобится довольно большой. Неслучайно размеры этого двигателя составляют порядка 200 метров в длину и 12 в диаметре. Требуемая энергия, согласно расчетам, также огромна: 165 мегаватт энергии необходимо для создания тяги, равной 1 ньютону (именно с такой силой мы нажимаем клавишу на клавиатуре).
По этой причине двигатель может работать только в «большой коробке без трения» (или почти): космическом пространстве.
«При правильном количестве времени и энергии этот двигатель мог бы достичь 99% 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 преобразовывать центробежную силу в линейное движение.
30 лет спустя, в начале 2000-х годов, английский изобретатель Роджер Шойер предложил ЭМ-привод, который, по его словам, способен преобразовывать микроволны в тягу.
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. Явление, также известное как «как расплавить двигатель».
Ни одна концепция еще не была успешно протестирована: оба они считаются невозможными за нарушение основного закона физики, закон сохранения момента импульса.
Мартин Таймар из Дрезденского технологического университета в Германии протестировал (безуспешно) EM Drive и считает, что винтовой двигатель, скорее всего, столкнется с теми же проблемами.
«На мой взгляд, ни одна инерциальная двигательная установка никогда не будет работать в космосе», — говорит он.
Принцип этой невозможной машины учитывает специальную теорию относительности, что делает ее особенной, но «к сожалению, всегда приходится учитывать механизм действия-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 презентацией таких технологий, как холодный синтез или ЭМ-привод», кости. «Я знаю, что о моей репутации будут говорить, но нужно рискнуть, если хочешь изобрести что-то новое».
Такое впечатление, что я столкнулся с очень интересными идеями из крайне зачаточного проекта. Все идеи присутствуют, но в целом кажется преждевременным.
