EmDrive - silnik, który nie ma prawa działać. Naukowcy cały czas go badają

"Kosmiczny silnik, który przeczy prawom fizyki, działa!" - taka wiadomość obiegła świat w 2016 roku. Stoimy u progu nowych możliwości w eksploracji Układu Słonecznego, a nawet dalszych rejonów kosmosu - ale głównie na papierze. Najważniejsze pytania zostają bez odpowiedzi.

Silnik, który nie wymaga paliwa stałego? Brzmi jak wynalazek z filmu science-fiction, którego nie da się zrealizować. Dziś wszelkie statki wystrzeliwane przez człowieka w przestrzeń kosmiczną napędzane są specjalistycznymi substancjami. W przypadku rakiet jest to paliwo i utleniacz, które spalają się i wyrzucają z silnika rozpędzone gazy. W przypadku silników jonowych paliwem jest gaz, który zmienia się w rozpędzone jony.

Ale silniki z takim rodzajem napędu mają ograniczony zasięg, bo w którymś momencie po prostu skończy im się paliwo.

Rozwiązaniem ma być silnik EmDrive, który nie potrzebuje stałego paliwa ani gazu, a napędzany jest energią elektryczną z ogniw słonecznych lub reaktora atomowego. Jest jednak poważny problem. Zgodnie z prawami fizyki, a konkretnie zasadą zachowania pędu, silnik EmDrive nie ma prawa działać.

EmDrive składa się z rezonatora o kształcie ściętego stożka. Wewnątrz wywoływane są fale elektromagnetyczne, które odbijają się od ścian stożka. Ze względu na jego kształt fale spowalniają w węższej części, a przyśpieszają w szerszej części. To powoduje różnice ciśnień promieniowania wywieranego na przeciwległe końce rezonatora i powstanie ciągu poruszającego pojazd.

Problem silnika EmDrive polega na tym, że nic się z niego nie wydostaje. Skoro cała energia pozostaje w środku, to silnik nie ma jak się "odepchnąć" od otoczenia i pozostaje w miejscu. Mówi o tym właśnie zasada zachowania pędu.

Działanie silnika EmDrive, pomimo tego, że zaprzecza prawom fizyki, zostało udowodnione eksperymentalnie. Pisaliśmy o tym w 2016 roku. Ale ówczesne badania nie przekonały jednak wszystkich naukowców. Ciąg wytworzony przez EmDrive podczas eksperymentów na Ziemi był bowiem tak mały, że nie ma pewności czy pochodził w ogóle z silnika.

Umieszczony w próżni silnik wytworzył około 1,2 mikroniutona kilowat mocy. Dla porównania używane na orbicie silnik jonowe, które zaliczają się raczej do tych słabych, wytwarzają ciąg 60 mikroniutonów na kilowat. Silnik Merlin rakiety SpaceX produkuje 845 tys. niutonów, aby oderwać się od ziemi. Jednak nawet to 1,2 mikroniutona wystarczy, aby umożliwić rakiecie dalszy lot, gdy skończy się zapas paliwa.

Jednak tak słabe osiągi silnika EmDrive mogą oznaczać, że podczas eksperymentów urządzenia pomiarowe wcale nie zanotowały ciągu wytworzonego przez silnik. Mogło to być promieniowanie kosmiczne lub ziemskie albo dowolna inna siła pochodząca z zewnątrz.

Zwolennicy dalekich podróży kosmicznych stanęli przed nowym zadaniem. Muszą zbudować odpowiednio precyzyjne narzędzia, aby zbadać, czy EmDrive faktycznie działa i czy entuzjazm nie okazał się przedwczesny.

Tego zadania podjął się zespół naukowców z Uniwersytetu w Dreźnie pod przewodnictwem profesora Martina Tajmara - donosi portal Wired. Zespół ma już za sobą pierwsze eksperymenty, ale nie przyniosły one oczekiwanego rozwiązania.

Aby odpowiedzieć na pytanie o EmDrive, zespół Tajmara zbudował najbardziej dokładne urządzenie pomiarowe jakie kiedykolwiek powstało. Przyrząd oparty na zjawisku interferencji fal operuje w skali nanoniutonów, czyli w skali mniejszej o sześć rzędów wielkości niż ciąg wytwarzany przez EmDrive.

Tajmar wykonał 55 eksperymentów z silnikiem i swoim super dokładnym urządzeniem pomiarowym. Zanotował wynik zbieżny z poprzednimi testami, ale i tak zespołowi nie udało się całkiem wyeliminować wątpliwości. Podczas testu wykonany z miedzi silnik EmDrive nagrzewał się i rozszerza. Możliwe, że zauważone siły są skutkiem rozszerzania się materiałów właśnie, a nie wytworzonego ciągu.

EmDrive to swojego rodzaju kamień filozoficzny nauki o napędach kosmicznych. Jeśli uda się dowieść, że działa, zmienią się dwie bardzo istotne rzeczy. Po pierwsze - więcej przestrzeni rakiety można przeznaczyć na cenny sprzęt i zapasy, a mniej na paliwo. Po drugie - otworzy się furtka do znacznie dalszych lotów niż na Marsa.

Póki co nikt jeszcze nie jest pewien, czy EmDrive nie jest tylko wytworem wyobraźni osób, które bardzo by chciały, aby był prawdziwy.

Zespół profesora Tajmara kontynuuje eksperymenty. Teraz chcą wyeliminować do zera wszelkie zewnętrzne siły, a także wziąć pod uwagę rozszerzanie się silnika pod wpływem generowanego przez niego ciepła. A ludzkość może cierpliwie czekać - teraz i tak największe nacje są pochłonięte przygotowaniami do ponownego wysłania ludzi na Księżyc.