Seit die NASA bekannt gegeben hat, dass sie einen Prototyp des umstrittenen Hochfrequenz-Resonanzhohlraum-Triebwerks (auch bekannt als EM Drive) erstellt hat, sind alle gemeldeten Ergebnisse Gegenstand von Kontroversen. Und da die meisten Ankündigungen in Form von „Lecks“ und Gerüchten vorliegen, wurden alle gemeldeten Entwicklungen natürlich mit Skepsis behandelt.
Und doch kommen die Berichte immer wieder. Die jüngsten angeblichen Ergebnisse stammen von den Eagleworks Laboratories im Johnson Space Center, wo ein „durchgesickerter“ Bericht ergab, dass der umstrittene Antrieb in der Lage ist, Schub in einem Vakuum zu erzeugen. Ähnlich wie beim kritischen Peer-Review-Prozess ist es seit einiger Zeit ein anhaltendes Problem, ob der Motor die Musterung im Weltraum bestehen kann oder nicht.
Angesichts der Vorteile des EM-Laufwerks ist es verständlich, dass die Benutzer möchten, dass es funktioniert. Theoretisch gehören dazu die Fähigkeit, genug Schub zu erzeugen, um in nur vier Stunden zum Mond, in 70 Tagen zum Mars und in 18 Monaten zum Pluto zu fliegen, und die Fähigkeit, alles ohne Treibmittel zu tun. Leider basiert das Antriebssystem auf Prinzipien, die gegen das Gesetz zur Erhaltung des Impulses verstoßen.
Dieses Gesetz besagt, dass innerhalb eines Systems die Impulsmenge konstant bleibt und weder erzeugt noch zerstört wird, sondern sich nur durch die Wirkung von Kräften ändert. Da der EM-Antrieb elektromagnetische Mikrowellenhohlräume umfasst, die elektrische Energie direkt in Schub umwandeln, weist er keine Reaktionsmasse auf. Für die konventionelle Physik ist es daher „unmöglich“.
Der Bericht mit dem Titel „Messung des Impulsschubs aus einem geschlossenen Hochfrequenzhohlraum im Vakuum“ wurde offenbar Anfang November veröffentlicht. Der Hauptautor ist vorhersehbar Harold White, der Leiter des Advanced Propulsion Team der NASA Engineering Directorate und Principal Investigator des Eagleworks-Labors der NASA.
Wie er und seine Kollegen (angeblich) in der Zeitung berichten, haben sie einen impulsiven Schubtest an einem „konischen HF-Testartikel“ durchgeführt. Dies bestand aus einer Vorwärts- und Rückwärtsschubphase, einem Pendel mit niedrigem Schub und drei Schubtests bei Leistungsstufen von 40, 60 und 80 Watt. Wie im Bericht angegeben:
„Hier wird gezeigt, dass ein dielektrisch belasteter, sich verjüngender HF-Testgegenstand, der im TM212-Modus bei 1.937 MHz angeregt wird, in der Lage ist, konstant eine Kraft bei einem Schubniveau von 1,2 ± 0,1 mN / kW zu erzeugen, wobei die Kraft unter Vakuumbedingungen auf das schmale Ende gerichtet ist. ”
Um es klar auszudrücken, dieses Maß an Schubkraft - 1.2. Millinewton pro Kilowatt - ist ziemlich unbedeutend. Tatsächlich werden diese Ergebnisse in einen Kontext gestellt und mit Ionentriebwerken und Lasersegelvorschlägen verglichen:
“Der derzeitige Leistungsschub für ein Hall-Triebwerk liegt in der Größenordnung von 60 mN / kW. Dies ist eine Größenordnung höher als der im Verlauf dieser Vakuumkampagne bewertete Testartikel… Der Leistungsparameter 1,2 mN / kW ist zwei Größenordnungen höher als bei anderen Formen des Antriebs ohne Treibmittel wie Lichtsegel, Laserantrieb und Photonenraketen mit einem Schub auf Leistungsniveaus im Bereich von 3,33 bis 6,67 [Mikronewton] / kW (oder 0,0033 bis 0,0067 mN / kW). “
Derzeit gelten Ionenmotoren als die sparsamste Antriebsform. Sie sind jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Triebwerken mit festem Treibstoff notorisch langsam. Um eine Perspektive zu bieten, stützte sich die NASA-Mission Dawn auf einen Xenon-Ionen-Motor, der einen Strom zur Stromerzeugung von 90 Millinewton pro Kilowatt hatte. Mit dieser Technologie brauchte die Sonde fast vier Jahre, um von der Erde zum Asteroiden Vesta zu gelangen.
Das Konzept der direkten Energie (auch bekannt als Lasersegel) erfordert dagegen nur sehr wenig Schub, da es sich um Fahrzeuge in Wafergröße handelt - winzige Sonden, die etwa ein Gramm wiegen und alle ihre benötigten Instrumente in Form von Chips tragen. Dieses Konzept wird derzeit untersucht, um die Reise zu benachbarten Planeten und Sternensystemen in unserem eigenen Leben zu ermöglichen.
Zwei gute Beispiele sind das von der NASA finanzierte interstellare DEEP-IN-Konzept, das am UCSB entwickelt wird und versucht, mit Lasern ein Fahrzeug mit einer Lichtgeschwindigkeit von bis zu 0,25 zu betreiben. In der Zwischenzeit entwickelt Project Starshot (Teil von Breakthrough Initiatives) ein Fahrzeug, von dem sie behaupten, dass es eine Geschwindigkeit von 20% der Lichtgeschwindigkeit erreicht und somit in 20 Jahren die Reise nach Alpha Centauri antreten kann.
Im Vergleich zu diesen Vorschlägen kann sich der EM Drive immer noch der Tatsache rühmen, dass er kein Treibmittel oder eine externe Stromquelle benötigt. Basierend auf diesen Testergebnissen würde die Menge an Leistung, die benötigt würde, um eine signifikante Menge an Schub zu erzeugen, dies jedoch unpraktisch machen. Man sollte jedoch bedenken, dass dieser Test mit geringer Leistung darauf ausgelegt war, festzustellen, ob ein festgestellter Schub auf Anomalien zurückzuführen ist (von denen keine festgestellt wurden).
In dem Bericht wird auch anerkannt, dass weitere Tests erforderlich sind, um andere mögliche Ursachen wie Schwerpunktverschiebungen (CG) und Wärmeausdehnung auszuschließen. Und wenn äußere Ursachen wieder ausgeschlossen werden können, werden zukünftige Tests zweifellos versuchen, die Leistung zu maximieren, um festzustellen, wie viel Schub der EM Drive erzeugen kann.
Dies setzt natürlich voraus, dass das „durchgesickerte“ Papier echt ist. Bis die NASA bestätigen kann, dass diese Ergebnisse tatsächlich real sind, wird der EM Drive in einer kontroversen Schwebe stecken bleiben. Und während wir warten, sehen Sie sich dieses beschreibende Video des Astronomen Scott Manley vom Armagh Observatory an:
