Esperanza de la astronáutica
Hace unos meses, el laboratorio Eagleworks, ubicado en el Lyndon B. Johnson Space Flight Center en Houston, confirmó el funcionamiento del motor EmDrive, que debe violar una de las leyes fundamentales de la física: la ley de conservación del impulso. Los resultados de la prueba se confirmaron luego en un vacío (1), lo que disipó a los escépticos de uno de los argumentos en contra de esta tecnología.
1. Imagen de pruebas del motor Fetti suspendido de un péndulo en el vacío.
Sin embargo, los críticos aún señalan que, contrariamente a los informes de los medios, NASA aún no se ha demostrado que el motor realmente funcione.
Por ejemplo, los errores experimentales causados, en particular, por la evaporación de los materiales que componen el sistema de accionamiento EmDrive, o más bien Cannae Drive, porque así llamó el diseñador estadounidense Guido Fetta a su versión de EmDrive.
¿De dónde viene esta prisa?
Actualmente en uso motores de naves espaciales requieren que se expulse gas de una boquilla, lo que hace que el barco rebote en la dirección opuesta. Un motor que no requiera ese tipo de gasolina para funcionar sería un gran avance.
En la actualidad, incluso si la nave espacial tuviera acceso a una fuente ilimitada de energía solar, como es el caso de propulsores electroiónicos, para el trabajo requiere combustible, cuyo recurso es limitado.
EmDrive fue originalmente una creación de Roger Scheuer (2), uno de los expertos aeronáuticos más eminentes de Europa. Presentó este diseño en forma de recipiente cónico (3).
Un extremo del resonador es más ancho que el otro, y sus dimensiones se eligen de manera que proporcionen resonancia a las ondas electromagnéticas de cierta longitud.
Como resultado, estas ondas, que se propagan hacia el extremo más ancho, deben acelerarse, y hacia el extremo más angosto, deben ralentizarse.
Se espera que, como resultado de las diferentes velocidades de movimiento, los frentes de onda ejerzan una presión de radiación diferente en los extremos opuestos del resonador y, por lo tanto, creen un empuje distinto de cero que propulsa la nave.
Bueno, Newton, ¡tenemos un problema! Porque según la física que conocemos, si no aplicas fuerza adicional, el impulso no tiene derecho a crecer. Teóricamente, EmDrive funciona utilizando el fenómeno de la presión de radiación. La velocidad de grupo de una onda electromagnética y, por tanto, la fuerza generada por ella, puede depender de la geometría de la guía de ondas en la que se propaga.
De acuerdo con la idea de Scheuer, si construye una guía de ondas cónica de tal manera que la velocidad de la onda en un extremo difiera significativamente de la velocidad de la onda en el otro extremo, al reflejar esta onda entre los dos extremos, obtendrá la diferencia en la presión de radiación. , es decir. fuerza suficiente para lograr el empuje (4).
Según Scheuer, EmDrive no viola las leyes de la física, sino que utiliza la teoría de Einstein: el motor se encuentra en un marco de referencia diferente al de la onda de "trabajo" en su interior. Hasta ahora, solo se han construido prototipos EmDrive muy pequeños con fuerzas de empuje en el rango de micro-Newton.
Como puede ver, no todos abandonan inmediatamente este concepto a medida que se crean nuevos prototipos. Por ejemplo, una gran institución de investigación como la Universidad Politécnica del Noroeste de China Xi'an realizó experimentos que dieron como resultado un motor prototipo con un empuje de 720 micronewtons.
Puede que no sea mucho, pero algunos de ellos se utilizan en astronáutica, propulsores de iones no generan nada más. La versión probada por la NASA del EmDrive es obra del diseñador estadounidense Guido Fetti. Las pruebas de vacío del péndulo han confirmado que alcanza un empuje de 30 a 50 micronewtons.
¿Se ha anulado el principio de conservación de la cantidad de movimiento? Probablemente no. Los expertos de la NASA explican el funcionamiento del motor, más precisamente, la interacción con partículas de materia y antimateria, que se aniquilan mutuamente en el vacío cuántico, para luego aniquilarse mutuamente. Ahora que se ha demostrado que el dispositivo funciona, sería apropiado estudiar cómo funciona EmDrive.
3. Uno de los modelos de motor EmDrive
¿Quién no entiende las leyes de la física?
La potencia que ofrecen los prototipos construidos hasta ahora no te deja boquiabierto, aunque como hemos mencionado, algunos de los motores iónicos operan en el rango de micronewton.
4. EmDrive: el principio de funcionamiento
Según Scheuer, el empuje en el EmDrive se puede aumentar considerablemente mediante el uso de superconductores.
Sin embargo, según John P. Costelli, un conocido físico australiano, Scheuer "no entiende las leyes de la física" y comete, entre otras cosas, un error fundamental al no tener en cuenta en sus esquemas la fuerza que actúa por radiación en las paredes laterales del resonador.
Una explicación publicada en el sitio web de Shawyer's Satellite Propulsion Research Ltd establece que se trata de una cantidad insignificante. Sin embargo, los críticos agregan que la teoría de Scheuer no se ha publicado en ninguna revista científica revisada por pares.
Lo más dudoso es ignorar el principio de conservación del momento, aunque el propio Scheuer afirma que el funcionamiento de la pulsión no lo viola en absoluto. El hecho es que el autor del dispositivo aún no ha publicado un solo artículo sobre él en una revista revisada por pares.
Las únicas publicaciones aparecieron en la prensa popular, incl. en El nuevo científico. Sus editores fueron criticados por el tono sensacionalista del artículo. Un mes después, la editorial imprimió explicaciones y… disculpas por el texto publicado.
