موتور فضایی که قوانین فیزیک را به لرزه میاندازد!!!
دانشمندان چینی ماشین عجیبی اختراع کردهاند که با قانون سوم نیوتن میجنگد. در این ماشین بدون هیچگونه مصرف سوخت فسیلی و دیگر انواع سوختهای جامد و مایع، تنها از طریق امواج مایکروویو پیشرانش ایجاد میکند. اگر چنین چیزی عمومیت پیدا کند، کاربرد آن بسیار گسترده خواهد شد. نه تنها در پرتاب ماهوارهها بلکه در کاربردهایی بسیار سادهتر مثل ماشینهای پرنده هم میتوان از Em Drive استفاده کرد.
یک موتور جت یا موشک را در نظر بگیرید، سوخت مشتعل میشود و گازهای داغ ناشی از سوزش با فشار زیاد از انتهای موشک خارج شده و راکت به جلو رانده میشود. اصطلاحاً به اینگونه عکسالعملها میتوان جرم عکسالعمل هم گفت، جرمی که با سرعت در جهت مخالف پرتاب میشود و ماشین را به جلو هدایت میکند.
اما EmDrive با قانون سوم نیوتن میانهی خوبی ندارد. اگر دقیقتر بگوئیم، ایدهی تولید ماشینی که بدون جرم عکس العملی کار کند، بیشتر یک شوخی علمی به حساب میآید تا ایدهای جدید و جنجالی. اما بهتر است نگاهی به داخل ماشین مخروطی شکل چینیها بیندازیم و نحوهی کارش را بررسی کنیم.
این دستگاه به صورت یک محفظهی بستهای است که از بیرون شبیه یک مخروط ناکامل میباشد و در کنار این محفظه، محلی برای وارد شدن امواج مایکروویو قرار گرفته است. امواج وارد میشوند و به دیوارهها ضربه میزنند سپس بازتاب یافته و باز هم ضربهها تکرار میشوند. در نهایت نیروی پیشران در جهت سطح دایروی بزرگ مخروط ایجاد میشود.
یک مهندس انگلیسی به نام رابرت شاویر در سال 2001 مرکز تحقیقات پیشرانش ماهوارهها را بازگشایی کرد و در همان سال ایدهی پیشران بدون نیروی عکسالعمل را مطرح نمود. در حقیقت خالق واقعی Em Drive همین مهندس انگلیسی است که برای اثبات ایدهی خود پیشرانهایی هم ساخت. او به سختی تلاش کرد تا نشان دهد که اندازهگیریها کاملاً دقیق هستند و نتیجهی عجیب ایدهاش تحت تأثیر عواملی مثل اصطکاک، یونیزه شدن، جریان هوا، آثار الکترومغناطیسی و تداخل شکل نگرفته است. در نهایت در سال 2003 عدد 16 میلینیوتن را به عنوان نیروی پیشران ثبت کرد. این عدد بسیار کوچک است است ولی نشان میدهد که ایدهی جسورانهی وی کاملاً هم تخیلی نبوده است.
رابرت شاویر به خاطر ایدهی عجیب و خندهدارش مورد انتقاد شدید قرار گرفت و کمتوجهیها را تحمل کرد تا زمانی که تیمی از دانشمندان دانشگاه پلیتکنیک شمال غرب چین موتور Em Drive را به واقعیت بدل کردند و از موتور ساخته شده نیروی پیشرانی در حد 720 میلینیوتن به دست آوردند. البته توجه کنید که چند کیلووات انرژی برای ایجاد همین نیروی کوچک استفاده میشود.
اما اهمیت EmDrive در صنعت ماهواره چیست؟ همانطور که میدانید ماهوارهها با مصرف سوختی بسیار زیاد، به مدار مورد نظر خود پرتاب میشود. غالباً بیش از 90 درصد وزن یک پرتابگر ماهواره را سوخت تشکیل میدهد. اگر بتوان از EmDrive استفاده کرد، ممکن است رویای سفرهای بین کهکشانی در مدت زمان پایین به حقیقت بپیوندد و شاید روزی بتوانیم با فضاپیماهای مجهز به EmDrive یک ماهه به مریخ سفر کنیم.