16 °C

Специалист на НАСА предложи нов вариант на невъзможния двигател

Специалистът на центъра за космически полети „Маршал“ на НАСА Дейвид Бърнс (David Burns) предложи концептуална схема на нов двигател за космически пътешествия, който не използва реактивна тяга. Предлага се използването на релативистичната поправка на импулса на бързо движещо се тяло.

Всички използвани днес в космическата индустрия двигатели са реактивни. Те се придвижват чрез изхвърляне на струя вещество в обратна на движението посока. Най-често се използват химически двигатели, в които се изхвърлят навън продуктите от реакцията на горивото и окислителя. Използват се и йонни двигатели, в които тягата се създава от ускорени в електромагнитни полета йони, но тяхната тяга не е голяма.

Преди няколко години много активно се обсъждаше така нареченият „невъзможен“ двигател EmDrive. Неговите основни компоненти са меден резонатор във вид на пресечен конус, в тесния край или в средата на който е поставен източник на микровълново излъчване – магнетрон. Според създателите на EmDrive, несиметричната форма на резонатора води до възникването на специфични електромагнитни вълни, които оказват по-голямо налягане в широката част, отколкото в тясната, в резултат от което възниква тяга. По този начин би могъл да се създаде космически кораб без гориво – слънчеви панели захранват магнетрона и EmDrive осигурява тягата. Но на практика всички учени физици и не само физици заявиха, че този невъзможен двигател няма как да работи, понеже не се спазва закона за съхранение на импулса.

Въпреки това, бяха направени много и най-различни тестове на различни варианти на EmDrive, като Китай и НАСА експериментираха и в космоса. През месец юни тази година се появи информация, че германски учени започват експерименти с EmDrive, в който се използва свръхпроводимост. Но след това повече не се появи информация за работоспособността на EmDrive.

Сега Бърнс публикува схема на съвсем друг двигател, функционирането на който от гледна точка на съхранението на импулса не изглежда чак толкова спорно. Принципът на работа се базира на използването на релативистична поправка към импулса на движението с близка до скоростта на светлината скорост, която дава възможност на тяло с определена маса във вътрешността на двигателя периодично да оказва различен по големина натиск на противоположните стени.

Да си представим тяло с известна маса, което се намира във вътрешността на кутийка. Ако това тяло се движи без триене в тази кутийка и се удря в нейните стени, то ще им отдава своя импулс. Но законите на Нютон не позволяват по този начин да се придвижва центъра на масата на подобна система. Тоест, ако гледаме отстрани, тази кутийка ще извършва колебателно движение около положението на равновесие.

Но ако си представим ситуация, че свойствата на тялото в кутийката се променят в зависимост от направлението на движение, в този случай неговата маса ще може да оказва различно въздействие на противоположните стени. Това въздействие постепенно ще се сумира и системата ще се ускори. В класическата физика това е невъзможно, но Бърнс предлага това ограничение да бъде избегнато с помощта на ефектите от Специалната теория на относителността.

Според тази теория, импулсът на тялото е равен не само на произведението на масата на скоростта – необходимо е получената по този начин величина на импулса да бъде умножена на така наречения фактор на Лоренц, който при малки скорости е много близък до единица, но при нарастването на скоростта до скоростта на светлината, този коефициент се увеличава.

Според новата концепция, въпросното тяло от кутийката може да бъде заменено от пръстен от йони, които трябва да бъдат ускорени при движението на двигателя в дадено направление и забавяно в противния случай. В тези условия самият двигател прилича на ускорител на частици с магнитно поле, в който траекторията на укоряващите се частици е спирална. Именно това е в основата на новия „невъзможен“ двигател, който авторът нарича спирален двигател (Helical Engine).

За оценката величината на тягата на спиралния двигател Бърнс предлага резултатите от своя компютърен модел, в който са заложени конкретни параметри. По-конкретно, дължината на спиралната кухина е зададена 120 метра, малкият радиус, в който се въртят йоните след забавянето е 3,2 метра, а големият е с диаметър 3,5 метра. Тоест, конструкцията на Helical Engine е незатворена конусообразна спирала, в която йоните се ускоряват до релативистки скорости. В симулациите са използвани алфа-частици (ядра на хелия), скоростта на които се променя от 99 до 99,5 процента от скоростта на светлината, което съответства на гама-фактори 7,09 и 7,26. Целият сноп има около 1,6 × 1012 частици, а магнитното поле е от 13,16 до 13,79 тесла. Бърнс показа на всички получения резултат – сумарна тяга около 1 нютон при обща консумация 165 мегавата.

Авторът на Helical Engine пише в заключението на научната си работа, че това на практика е извеждане на синхротрон в космоса, който консумира мегавати енергия за създаването на неголяма тяга и няма икономически смисъл от построяването на подобна инсталация. Но самата система има много висок специфичен импулс, което на теория дава възможност за постигане на скорости много близки до скоростта на светлината. Бърнс няма отговор какво става със закона за съхранение на импулса. Той предполага, че този проблем автоматично се решава чрез появата на вид излъчване. Неговият компютърен модел засега не дава отговор на този въпрос.

Източник: kaldata.com

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 25.09.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Търпеливо и без излишни емоции ще работите по задачите си, така, че в края на деня да останете доволни от свършеното. На своя страна ще имате подкрепата на хора, чиято дума се чува. Интересите ви ще бъдат защитени, но не очаквайте друг да мисли за тях, остават си изцяло ваша грижа.
25 сеп 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Днес е възможно да имате леки неприятности на работното място, които лесно можете да пренебрегнете с присъщото си спокойствие и положително настроение. Обърнете повече внимание на семейството си, което е вашата опора.
25 сеп 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Бъдете добронамерени и не търсете реванш от човек, отнесъл се пренебрежително към вас. Споделете от времето си с любимия ви човек. Настроението ви ще се подобри и ще се заредите позитивно. Явяващите се на изпити ще отбележат успехи, което ще ги накара да се почувстват доволни от себе си.
25 сеп 2020

Хороскоп за Рак

Рак
На работното място ще се отличавате с високата си компетентност и това ще ви издигне в йерархията. Притесненията ви, свързани с присъствието или отсъствието на определена тема в днешните преговори ще ви мобилизират да сте подготвени за всякаква развръзка, и с това ще спечелите.
25 сеп 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Ще работите по приключване на конкретни задачи и в тази връзка ще проявите по-голяма активност в работата си. Делово сътрудничество ще се задълбочи и превърне в ново приятелство. Каквото и настроение да ви носи това, не пренебрегвайте други хора, на които дължите много. Целите се в десятката, но има още какво да свършите.
25 сеп 2020

Хороскоп за Дева

Дева
С рисковани действия се опитвате да постигнете нещо, което ви се изплъзва по друг начин. За предпочитане е обаче да бъдете по-търпеливи и по-склонни на отстъпки, когато става дума за сътрудничество. От това ще зависят успехите ви в близко бъдеще, затова не ги пренебрегвайте. Отношенията ви с привлекателна за вас личност може да прераснат в трайна връзка.
25 сеп 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Помислете за всичко, с което се ангажирате днес, за да си спестите главоболия и време. Безспорно ще се натоварите допълнително, но бързо ще свършите и ще останете доволни от постигнатото. Новото идва и ще промени нещата, които сами не сте осъзнали за грешни. Подгответе се.
25 сеп 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Самите вие днес ще се учудвате на невероятния късмет, които ви преследва. Ще се осъществи ваше отдавнашно желание, което косвено е свързано с работата ви. Финансовото ви състояние се стабилизира, не без помощта на близък човек. Удовлетворение ще ви донесе и факта, че съвет който сте дали на колега се оказва безпогрешно точен. Атмосферата у дома е приятна и благоприятства всякакви начинания от ваша страна.
25 сеп 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Днес са възможни конфликти с околните, така че овладейте агресивното си настроение и проявете повече търпение. Здравето няма да ви създава проблеми, и ще бъде добре, ако не приемате всяко неразположение за признак на болест. Съветите ви ще бъдат много полезни за ваш близък. Не го разочаровайте.
25 сеп 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Денят ви ще бъде много приятен, най-вече поради успехите в личен план. Удава ви се шанса да зарадвате семейството си. Напоследък сте занемарили здравето си и това може да ви изиграе лоша шега. Полагайте повече грижи в тази насока.
25 сеп 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Ще бъдете много заети както със служебни така и с лични дела, от които ще възникнат усложнения. Налага се да правите компромиси. Бъдете умерени в харченето, но вечерта може да си позволите по-комфортна обстановка.
25 сеп 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Амбицирани сте да покажете възможностите си на хората около вас. С лекота ще постигнете споразумение, от което впоследствие ще черпите дивиденти. Обърнете повече внимание на взаимоотношенията си в семейството и с приятелите си. Чувствате неудовлетворение от нечие поведение и това ви създава напрежение.
25 сеп 2020
Последни новини