Des chercheurs de l'Université technique de Dresde ont mesuré la poussée du "moteur impossible" EmDrive, qui ne nécessite pas de carburant pour fonctionner et viole la loi de conservation de l'élan, et ont conclu qu'il n'y a pas de magie ici. L'expérience a montré que la poussée enregistrée s'expliquait par un blindage insuffisant de l'installation et, par conséquent, par l'influence du champ magnétique terrestre qui n'avait pas encore été prise en compte. Les scientifiques ont partagé leurs découvertes lors de la conférence sur la propulsion spatiale.
Les chercheurs dirigés par Martin Taimar ont mesuré la poussée de l'EmDrive à l'aide d'un gréement de torsion, qu'elle a perfectionné de manière constante pendant quatre ans. Le principe de fonctionnement de cette installation rappelle le balancier de torsion, inventé à la fin du XVIIIe siècle et utilisé pour tester expérimentalement les lois de Coulomb et Newton. Une balance de torsion est un bras équilibré suspendu à un fil vertical. Lorsque des forces externes agissent sur le levier, il tourne et l'angle de déviation peut être utilisé pour juger de l'ampleur des forces appliquées. Dans l'installation des scientifiques allemands, au lieu d'un filetage, des ressorts de torsion sensibles ont été utilisés, qui maintenaient la caméra avec un moteur, et le déplacement de la caméra a été mesuré à l'aide d'un interféromètre laser. Cela a permis de fixer la force de poussée de l'ordre de plusieurs micronewtons.
La chambre de l'expérience et sa disposition.
Bien entendu, les chercheurs ont tenté de réduire au maximum l'impact possible des forces extérieures, qui pourraient être confondues avec la poussée du "moteur impossible". Pour cela, la caméra a été installée sur un bloc de béton séparé, ce qui supprime les vibrations de la fondation. La chambre a été évacuée à une pression de l'ordre du pascal (100 mille fois moins que la pression atmosphérique), toutes les parties importantes de l'installation ont été protégées des rayonnements électromagnétiques externes à l'aide de tôles métalliques, et ils ont également tenté d'empêcher la surchauffe de l'électronique en contrôlant sa température à l'aide de caméras infrarouges.
Avant de faire des expériences de base, les physiciens ont calibré la configuration pour s'assurer qu'ils avaient vraiment exclu tous les facteurs externes. Enfin, lors de la mesure de la poussée, les chercheurs ont tourné le moteur à l'intérieur de la chambre pour voir si des facteurs non pris en compte affectaient les résultats. Dans une situation idéale, en l'absence de tels facteurs, la direction du déplacement de la caméra doit être opposée à la direction de la poussée du moteur - par exemple, à un angle de rotation du moteur de 0 degré, le déplacement de la caméra est positif, à 180 degrés, négatif et à un angle de 90 degrés, il est complètement absent.
Les mesures avec l'EmDrive ont montré un comportement légèrement différent. Bien entendu, à angle nul, la poussée atteignait quatre micronewtons avec une puissance d'amplification de l'ordre de deux watts, et lorsque le moteur tournait à 180 degrés, le déplacement changeait de signe. Ainsi, il s'est avéré que le rapport de la poussée sur la puissance est approximativement égal à deux millinewtons par kilowatt, ce qui est presque deux fois plus que les résultats des expériences précédentes. Néanmoins, à un angle de 90 degrés, les physiciens ont encore enregistré le déplacement de la caméra, même s'il aurait dû être absent. De plus, lorsque la force des oscillations électromagnétiques à l'intérieur du moteur a été supprimée de près de cent mille fois, l'amplitude de la poussée n'a pratiquement pas changé. Cela signifie qu'en réalité, la poussée observée dans l'expérience n'était pas associée au moteur, mais à des facteurs externes non pris en compte.
Le champ magnétique terrestre peut agir comme de tels facteurs, notent les chercheurs. Les physiciens ajoutent que tous les appareils participant à l'expérience étaient blindés et que des câbles coaxiaux étaient utilisés dans la mesure du possible, mais que le champ pouvait toujours pénétrer dans l'installation à travers leurs joints. Bien sûr, il aurait dû être considérablement affaibli, mais l'ampleur de la poussée mesurée est si petite qu'elle peut être facilement attribuée à cet effet. En fait, la force du champ magnétique terrestre est d'environ 50 microtesla, et le courant qui alimente l'amplificateur était jusqu'à deux ampères. En utilisant la loi d'Ampère, il est facile de calculer que dans de telles conditions, une poussée d'environ deux micronewtons peut créer une section de fil de seulement deux centimètres de long. Pour éliminer cette force, protégez l'amplificateur et la caméra en même temps,augmentation de la taille de la cage de Faraday en métal. Les auteurs de l'article soulignent que dans toutes les mesures précédentes de la poussée EmDrive, un tel blindage n'a pas été effectué et que leurs résultats doivent donc être soigneusement vérifiés.
Les gens rêvent depuis longtemps de voyages interstellaires, mais de nombreuses difficultés techniques empêchent ce rêve de se réaliser. L'un des plus importants est la nécessité de transporter une énorme masse de carburant à bord du vaisseau spatial, car nous ne disposons pas encore d'autres technologies qui nous permettraient de développer des vitesses élevées dans l'espace. Nous comptons sur la poussée des jets, et c'est l'un des problèmes.
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Pour que le vaisseau spatial puisse voler vers l'étoile la plus proche du système solaire - Proxima Centauri, (distance d'environ 4,2 années-lumière), il faudra une masse de carburant, comparable à la masse du Soleil.
À l'heure actuelle, le développement de moyens alternatifs pour accélérer les engins spatiaux, par exemple, à l'aide des mêmes voiles solaires, qui utilisent l'énergie du vent solaire ou le rayonnement laser pour la propulsion. Par exemple, le projet Breakthrough Starshot propose de lancer de minuscules navires (environ un gramme de masse) vers Proxima Centauri, qui seront accélérés par le vent solaire et atteindront l'étoile d'ici vingt ans. Cependant, ces technologies ne peuvent pas être adaptées à la taille humaine.
Le moteur EmDrive, une autre alternative à la propulsion à réaction, s'est montré prometteur en tant que technologie qui nous ouvrira la voie aux voyages interstellaires. Le moteur a été proposé par Roger Scheuer en 1999. Il se compose d'un résonateur asymétrique et d'un magnétron, qui y dirige le rayonnement électromagnétique et excite les ondes électromagnétiques stationnaires. À leur tour, en raison de l'asymétrie de la structure, les vagues créent des pressions différentes sur les parois du moteur et sont une source de poussée.
Le fonctionnement d'un tel moteur viole la loi de conservation de l'élan, l'une des lois fondamentales de la physique. Cependant, de nombreuses expériences ont affirmé qu'EmDrive crée toujours de la traction. Par exemple, dans un article publié en novembre 2016, les ingénieurs de la NASA ont signalé une poussée d'environ 80 micronewtons avec une puissance électrique appliquée d'environ 60 watts. Et en septembre de l'année dernière, des chercheurs chinois ont également annoncé un prototype fonctionnel du moteur, «impossible» du point de vue de la science.
Nikolay Khizhnyak