Kun NASA insinööri ilmoittaa uuden ja vallankumouksellisen moottorin, joka voisi viedä meidät tähtiin, on helppo innostua. Mutta demonit ovat yksityiskohdissa, ja kun tarkastelet artikkelia, asiat näyttävät paljon vähemmän lupaavilta.
Aluksi artikkeli on ajatus, ei vertaisarvioitu teos. Kuten kirjoittaja David Burns viimeisellä sivulla huomauttaa, peruskonsepti ei ole todistettu, sitä ei ole tarkistettu asiantuntijoiden toimesta, ja matematiikkavirheitä saattaa olla. Burnsin ehdottama "kierteinen moottori" olisi myös reagoimaton ajaminen, joka muistuttaa EM-Drivea, ja rikkoisi siten Newtonin kolmatta liikelakia. Olisi helppoa vain hylätä työ ja siirtyä eteenpäin, mutta haluaisin tarkastella yksityiskohtia, koska se on mielenkiintoinen (vaikkakin puutteellinen) idea.
Aloitetaan yleensä reaktiottomilla asemilla. Sekä tämä kierteinen moottori että EM-ajaminen ennen sitä ovat ”reaktioettomia”, koska toisin kuin perinteiset raketit ja potkurit, ne eivät karkottaa ponneketta. Heidän sydämessään kaikki raketit perustuvat Newtonin kolmanteen liikelakiin, joka sanoo, että jokaiselle rakettiin kohdistamallesi voimalle on oltava vastaava vastavoima, jota sovelletaan johonkin muuhun. Rakettille se on jonkinlaista polttoainetta. Heitä kuuma kaasu raketin takapäästä suurella nopeudella, ja Newtonin kolmannen lain mukaan raketti liikkuu eteenpäin. Helppo nakki.
Tämän ongelmana on, että saadaksesi rakettisi kulkemaan todella nopeasti, sinun on kuljetettava joukko polttoainetta mukanasi. Esimerkiksi Saturn V: n piti polttaa noin 20 kiloa polttoainetta kutakin 1 kilogrammaa hyötykuormaa kohti vain saavuttaakseen Kuun.
Asiat pahenevat, mitä kauempana matkustat. Jos haluat lähettää koettimen lähimpiin tähtiin, tarvitset noin 2 000 kiloa polttoainetta kutakin hyötykuorikiloa kohti, ja matkasi kesti silti 100 000 vuotta. Joten on turvallista sanoa, että perinteiset raketit eivät vie meitä tähtiin.
Reaktiivinen reaktio on erilainen. Se antaisi raketille työntövoiman heittämättä polttoainetta takaosasta, joten et tarvitse kaikkea ylimääräistä painoa. Tarvitset vain virran, jonka voit saada aurinkopaneeleista tai fuusioreaktorista. Polttoaineen ja hyötykuorman välinen suhde olisi periaatteessa 1: 1. Ainoa haittapuoli on, että reaktioettomat käyttötavat rikkovat Newtonin kolmatta lakia.
Nyt saatat väittää, että Einstein osoitti Newtonin väärin, mikä on totta, mutta Einsteinin relatiivisuusteoria on Newtonin kolmannen lain mukainen. Samoin kvantiteoria. Jos reaktioettomat käytöt toimivat, niin kolme vuosisataa fysiikka on väärässä.
EM-Drive-fanit väittävät juuri tämän. EM-Drive toimii, he sanovat, joten Newtonin kolmas laki on väärä. Aikana. Tämä uusi Helical Engine tekee mielenkiintoisesta siinä, että sen sijaan, että se vain rikkoo Newtonin kolmatta lakia, se yrittää pelata Newtonia itseään vastaan käyttämällä relativistista massaa.
Perusajatuksena on liikuttaa massaa edestakaisin raketissa, kuten pallon pomppiminen edestakaisin. Jos tekisit niin normaalilla massalla, kun pallo osuu raketin etuosaan, raketti liikkuu hiukan eteenpäin ja kun pallo osuu taaksepäin, raketti liikkuu hiukan taaksepäin. Toisin sanoen raketti heiluu vain eteenpäin ja taaksepäin, kun pallo kimpoaa edestakaisin.
Burns ehdottaa tämän tekemistä hiukkaskiihdyttimen hiukkasilla. Joten kun hiukkaset menevät ylös ja alas heeliksessä, raketti liikkuu Newtonin kolmannen lain mukaan. Mutta Burns ehdottaa myös hiukkasten kiihdyttämistä melkein valonopeuteen, kun ne ovat raketin edessä, ja hidastamista niiden takana. Suhteellisuustekijä kertoo, että lähellä valonopeutta liikkuvilla hiukkasilla on suurempi massa kuin hitaammilla hiukkasilla, joten ne ovat raskaampia raketin edessä kuin takana.
Palaamalla palloanalogiaan, tämä olisi kuin pallo taianomaisesti kasvattaisi massaaan ennen kuin se osuu raketin etuosaan, ja menettää massan ennen kuin se osuu takaosaan. Newtonin lakien mukaan tämä tarkoittaa, että pallo antaisi raketille suuremman työntymisen eteenpäin kuin taaksepäin, ja raketti kiihtyisi eteenpäin.
Jos voisit käyttää maagista massanvaihtopalloa, tämä idea toimisi. Mutta suhteellisuusteoria noudattaa edelleen Newtonin kolmatta lakia, joten idea ei toimi todellisessa maailmassa. Burns on oikeassa, että hänen paperissaan on virhe, mutta se on hieno.
Hänen rakenne vain kiihdyttää hiukkasten kiertoliikettä, joten hänen oletetaan, että niiden nopeuden eteenpäin ja taaksepäin raketin akselia pitkin tulisi pysyä vakiona. Mutta suhteellisuudessa hiukkasten massan kasvaessa niiden nopeus akselia pitkin hidastuisi. Tämä johtuu ajan dilataation ja pituuden supistumisen relativistisista vaikutuksista. Seurauksena on, että hiukkaset antavat raketille saman työntö molemmissa päissä. Einsteinin teoriat eivät anna sinun kiertää Newtonia.
Oikeudenmukaisesti Burns tiesi, että hänen ajatuksensa oli kaukainen, minkä vuoksi hän antoi sen siellä muiden tarkistettavaksi. Se on mitä tiede on kyse. Siksi on myös syytä innostua vain vähän, kun tällaisia ideoita esitetään. Suurin osa niistä epäonnistuu, mutta joku päivä saattaa toimia. Saatamme loppujen lopuksi tähtiin, mutta vain jos haluamme jatkaa uusien ideoiden testaamista.
Lähde: Helical Engine kirjoittanut David Burns
