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反物理!NASA电磁驱动器70天就能到火星

随着NASA“反物理”的电磁驱动引擎(the 'impossible' EM Drive)测试结果的泄露,NASA也披露了这种富有争议性的系统确实能够运行,而且在考虑到测量误差的情况下能够在真空中产生强大推力。

据称,电磁驱动可以不消耗燃料就能在70天内飞抵火星,在过去一年内它曾占据各大媒体头条,但问题是,电场驱动的工作原理违背现有物理定律。

问题的本质是电磁驱动违背牛顿第三定律,即相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反。

根据牛顿定律我们有这样的物理经验:推动系统必须向外物施加作用力才能获得一个反冲力,比如火箭的推进燃料。

但是电磁驱动无需任何推进剂,它通过在一个密闭锥形金属腔内不断反射光子而在“尖端”产生动力,并推动发动机前行。

虽然电磁驱动已经测试与讨论多年,它依旧饱富争议。争论最多的还是电磁驱动在物理上是说不通的,但是,在经过一次次测试之后,电磁驱动确确实实在运行了。

去年,NASA的Eagleworks实验室投入研究工作,决定凭一己之力一举解决电磁推进器的有效性问题。2015年末,NASA一篇有关电磁推进器测试的论文泄露,论文显示电磁引擎不仅能工作,还能产生可观的推动力。

需要澄清的是,虽然有传言说有关这些测试的论文已经经过的同行评审,但这篇论文并没有在学术论文上发表。所以目前的情况是,这只是NASA小组研究员的结果,它还没有得到任何外部认证。

论文指出,在考虑到测量误差的情况下,在真空中电磁推进器每千瓦功率可以产生1.2毫牛顿的力。

大功率的霍尔推进器(Hall thruster)每千瓦功率产生的推力为60毫牛顿,比电磁驱动多了一个量级,所以电磁驱动器的推动力不能说是微不足道。

但Eagleworks团队在论文中指出,霍尔推进器需要携带沉重的推进剂,这些额外质量会使它的推力大打折扣。

另一方面,电磁驱动的推力要比光帆多两个数量级。光帆利用太阳光进行驱动,也是比较火的零燃料推动器,它的推动力仅为每千瓦6.67微牛顿。

Eagleworks团队的测试工作在约翰逊航天中心(Johnson Space Centre)进行,测试功率选定为40瓦、60瓦和80瓦。

他们曾以为测试结果是系统异常造成的,但就目前结果来看并非如此。

“我们曾进行过零推力测试以检验系统是否有其他常规推动源,但结果表明不存在常规推动源。”团队负责人哈罗德?怀特(Harold White)在论文中说道。

“前向、后向和零推进的测试数据表明,系统功率始终在1.2?.1毫牛顿每千瓦。”

但团队也坦言,热膨胀也有可能造成此种结果,排除热膨胀的影响还需要更进一步的研究。同时,团队还明确指出,这些测试仅仅是作为检验电磁驱动的有效性,而不是对电磁驱动进行优化。

那么电磁驱动会给我们的世界带来怎样的不同呢?这里需要再次提醒,虽然有传言电磁驱动已接近实现,但这些结果目前还没有发表,所以我们对电磁驱动仍要保持怀疑态度。

退一步来讲,NASA也为电磁驱动的现实性提供了很多证据。所以,还是很有必要讨论一些电磁驱动将会如何影响我们的生活,尤其它对深空探索的影响。

幸运的是,我们在未来几个月内就能见分晓。第一个电磁驱动火箭已经在今年九月份发射升空。

今年七月份,芬兰的一个团队提出,电磁驱动在某些层面上并不违背牛顿定律。他们认为可以将光子等效于火箭喷气,但这一假设还有待验证。

电磁驱动系统究竟如何运行,或者它是否能够运行,这还需要很多研究工作去做。地球上最杰出的大脑正为探索深空开辟新道路,我们姑且拭目以待吧。

反物理!NASA电磁驱动器70天就能到火星

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