Para peneliti di Universitas Teknik Dresden mengukur daya dorong "mesin mustahil" EmDrive, yang tidak memerlukan bahan bakar untuk beroperasi dan melanggar hukum kekekalan momentum, dan menyimpulkan bahwa tidak ada keajaiban di sini. Eksperimen tersebut menunjukkan bahwa gaya dorong yang terdaftar dijelaskan dengan tidak cukupnya pelindung instalasi dan, sebagai akibatnya, pengaruh medan magnet bumi yang sebelumnya tidak diperhitungkan. Para ilmuwan membagikan temuan mereka di Space Propulsion Conference.
Peneliti yang dipimpin oleh Martin Taimar mengukur daya dorong EmDrive menggunakan rig torsi, yang dia sempurnakan secara konsisten selama empat tahun. Prinsip pengoperasian instalasi ini mengingatkan pada keseimbangan torsi, yang ditemukan pada akhir abad ke-18 dan digunakan untuk menguji hukum Coulomb dan Newton secara eksperimental. Keseimbangan torsi adalah lengan seimbang yang digantung pada benang vertikal. Saat gaya eksternal bekerja pada tuas, tuas akan berbelok, dan sudut defleksi dapat digunakan untuk menilai besarnya gaya yang diterapkan. Dalam pemasangan ilmuwan Jerman, alih-alih benang, pegas torsi sensitif digunakan, yang menahan kamera dengan motor, dan perpindahan kamera diukur menggunakan interferometer laser. Hal ini memungkinkan untuk memperbaiki gaya dorong urutan beberapa mikronewton.
Ruang untuk eksperimen dan tata letaknya.
Tentu saja, para peneliti mencoba untuk mengurangi sebanyak mungkin dampak gaya eksternal, yang bisa disalahartikan sebagai dorongan dari "mesin mustahil". Untuk ini, kamera dipasang pada balok beton terpisah, yang menekan getaran pondasi. Ruang dievakuasi ke tekanan urutan satu pascal (100 ribu kali lebih kecil dari atmosfer), semua bagian penting dari instalasi dilindungi dari radiasi elektromagnetik eksternal menggunakan lembaran logam, dan mereka juga mencoba untuk mencegah elektronik menjadi terlalu panas dengan mengontrol suhunya menggunakan kamera inframerah.
Sebelum melakukan eksperimen dasar, fisikawan mengkalibrasi pengaturan untuk memastikan mereka benar-benar mengesampingkan semua faktor eksternal. Akhirnya, saat mengukur daya dorong, para peneliti memutar mesin di dalam ruangan untuk melihat apakah ada faktor yang mempengaruhi hasil. Dalam situasi yang ideal, ketika tidak ada faktor seperti itu, arah perpindahan kamera harus berlawanan dengan arah dorongan mesin - misalnya, pada sudut putaran mesin 0 derajat, perpindahan kamera positif, pada 180 derajat, negatif, dan pada sudut 90 derajat, itu sama sekali tidak ada.
Pengukuran dengan EmDrive menunjukkan perilaku yang sedikit berbeda. Tentu saja, pada sudut nol, daya dorong mencapai empat mikronewton dengan daya penguat urutan dua watt, dan ketika mesin diputar 180 derajat, tanda perpindahan berubah. Jadi, ternyata rasio daya dorong kira-kira sama dengan dua milinewton per kilowatt, yang hampir dua kali lipat hasil percobaan sebelumnya. Kendati demikian, pada sudut 90 derajat, fisikawan tetap merekam perpindahan kamera, meski mestinya sudah absen. Selain itu, ketika gaya osilasi elektromagnetik di dalam mesin ditekan hingga hampir seratus ribu kali lipat, besarnya daya dorong secara praktis tidak berubah. Artinya, pada kenyataannya, gaya dorong yang diamati dalam eksperimen tidak terkait dengan mesin, tetapi dengan faktor eksternal yang tidak diperhitungkan.
Medan magnet bumi dapat bertindak sebagai faktor-faktor seperti itu, catat para peneliti. Fisikawan menambahkan bahwa semua perangkat yang berpartisipasi dalam eksperimen dilindungi, dan kabel koaksial digunakan jika memungkinkan, tetapi medan masih dapat menembus ke dalam instalasi melalui sambungannya. Tentu saja, itu seharusnya sangat lemah, tetapi besarnya daya dorong yang diukur sangat kecil sehingga dapat dengan mudah dikaitkan dengan efek ini. Faktanya, kekuatan medan magnet bumi kira-kira 50 mikrotesla, dan arus yang menggerakkan penguat naik hingga dua ampere. Dengan menggunakan hukum Ampere, mudah untuk menghitung bahwa dalam kondisi seperti itu, gaya dorong sekitar dua mikronewton dapat membuat bagian kawat dengan panjang hanya dua sentimeter. Untuk menghilangkan gaya ini, lindungi amplifier dan kamera secara bersamaan,meningkatkan ukuran sangkar Faraday logam. Penulis artikel menekankan bahwa dalam semua pengukuran sebelumnya dari dorongan EmDrive, pelindung seperti itu tidak dilakukan, dan oleh karena itu hasilnya harus diperiksa dengan cermat.
Orang-orang telah lama memimpikan perjalanan antarbintang, tetapi banyak kesulitan teknis yang mencegah impian ini menjadi kenyataan. Salah satu yang terbesar adalah kebutuhan untuk membawa bahan bakar dalam jumlah besar ke dalam pesawat ruang angkasa, karena kita belum memiliki teknologi lain yang memungkinkan kita mengembangkan kecepatan tinggi di luar angkasa. Kami mengandalkan daya dorong jet, dan ini salah satu masalahnya.
Video promosi:
Agar pesawat ruang angkasa dapat terbang ke bintang terdekat ke tata surya - Proxima Centauri, (jarak sekitar 4,2 tahun cahaya), - diperlukan massa bahan bakar, sebanding dengan massa Matahari.
Saat ini, pengembangan cara alternatif untuk mempercepat pesawat ruang angkasa, misalnya, dengan bantuan layar surya yang sama, yang menggunakan energi angin matahari atau radiasi laser untuk penggerak. Misalnya, proyek Breakthrough Starshot mengusulkan untuk meluncurkan kapal kecil (massa sekitar satu gram) ke Proxima Centauri, yang akan dipercepat oleh angin matahari dan mencapai bintang itu dalam waktu dua puluh tahun. Namun, teknologi semacam itu tidak dapat disesuaikan dengan ukuran manusia.
Mesin EmDrive, alternatif lain untuk propulsi jet, menunjukkan janji sebagai teknologi yang akan membuka jalan bagi kita untuk melakukan perjalanan antarbintang. Mesin tersebut diusulkan oleh Roger Scheuer pada tahun 1999. Ini terdiri dari resonator asimetris dan magnetron, yang mengarahkan radiasi elektromagnetik ke dalamnya dan menggairahkan gelombang elektromagnetik berdiri. Pada gilirannya, karena struktur asimetris, gelombang menciptakan tekanan yang berbeda pada dinding mesin dan merupakan sumber daya dorong.
Pengoperasian mesin semacam itu melanggar hukum kekekalan momentum, salah satu hukum dasar fisika. Namun, banyak eksperimen mengklaim bahwa EmDrive masih menciptakan daya tarik. Misalnya, dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada November 2016, para insinyur di NASA melaporkan daya dorong sekitar 80 mikronewton dengan daya listrik yang diterapkan sekitar 60 watt. Dan pada September tahun lalu, peneliti China juga mengumumkan prototipe kerja mesin, "tidak mungkin" dari sudut pandang sains.
Nikolay Khizhnyak