Sinds NASA aankondigde dat ze een prototype hadden gemaakt van de controversiële Radio Frequency Resonant Cavity Thruster (ook bekend als de EM Drive), zijn alle gerapporteerde resultaten het onderwerp van controverse geweest. En met de meeste aankondigingen in de vorm van "lekken" en geruchten, zijn alle gerapporteerde ontwikkelingen van nature met scepsis behandeld.
En toch blijven de rapporten binnenkomen. De meest recente vermeende resultaten zijn afkomstig van de Eagleworks-laboratoria in het Johnson Space Center, waar uit een "gelekt" rapport bleek dat de controversiële aandrijving in een vacuüm stuwkracht kan genereren. Net als bij het kritieke peer-reviewproces, is het al geruime tijd een slepende kwestie of de motor de ruimte in de ruimte kan doorstaan.
Gezien de voordelen van de EM Drive is het begrijpelijk dat mensen het willen zien werken. Theoretisch omvatten deze het vermogen om voldoende stuwkracht te genereren om in slechts vier uur naar de maan te vliegen, naar Mars in 70 dagen en naar Pluto in 18 maanden, en het vermogen om dit allemaal te doen zonder de noodzaak van drijfgas. Helaas is het aandrijfsysteem gebaseerd op principes die in strijd zijn met de Conservation of Momentum-wet.
Deze wet stelt dat binnen een systeem de hoeveelheid momentum constant blijft en niet wordt gecreëerd of vernietigd, maar alleen verandert door de werking van krachten. Omdat de EM Drive elektromagnetische microgolfholtes omvat die elektrische energie direct omzetten in stuwkracht, heeft deze geen reactiemassa. Het is daarom 'onmogelijk', voor zover de conventionele fysica gaat.
Het rapport, getiteld "Meting van impulsstuwkracht vanuit een gesloten radiofrequentieholte in vacuüm", lekte blijkbaar begin november. De hoofdauteur is voorspelbaar Harold White, de Advanced Propulsion Team Lead voor de NASA Engineering Directorate en de Principal Investigator voor NASA's Eagleworks-lab.
Zoals hij en zijn collega's (naar verluidt) in de krant rapporteren, hebben ze een impulsieve stuwkrachttest uitgevoerd op een 'taps toelopend RF-testartikel'. Deze bestond uit een voorwaartse en achterwaartse stuwkrachtfase, een slinger met lage stuwkracht en drie stuwkrachttests bij vermogensniveaus van 40, 60 en 80 watt. Zoals ze in het rapport vermeldden:
“Hier wordt aangetoond dat een diëlektrisch geladen, taps toelopend RF-testartikel, aangeslagen in de TM212-modus bij 1.937 MHz, in staat is om consistent kracht te genereren bij een stuwkrachtniveau van 1,2 ± 0,1 mN / kW met de kracht die onder vacuümomstandigheden naar het smalle uiteinde wordt gericht. "
Voor alle duidelijkheid, dit niveau van stuwkracht aan de macht - 1.2. millinewtons per kilowatt - is vrij onbeduidend. In feite plaatst het papier deze resultaten in een context en vergelijkt ze met ionen stuwraketten en voorstellen voor laserzeilen:
“De huidige state-of-the-art stuwkracht voor een Hall thruster ligt in de orde van grootte van 60 mN / kW. Dit is een orde van grootte hoger dan het testartikel dat in de loop van deze vacuümcampagne is geëvalueerd ... De prestatieparameter van 1,2 mN / kW is twee grootteorden hoger dan andere vormen van 'voortstuwing zonder stuwstof', zoals lichte zeilen, laseraandrijving en fotonraketten met stuwkrachtvermogens in het bereik van 3,33-6,67 [micronewton] / kW (of 0,0033 - 0,0067 mN / kW). "
Momenteel worden ionenmotoren beschouwd als de meest brandstofefficiënte voortstuwing. Ze zijn echter notoir traag vergeleken met conventionele stuwmotoren met vaste stuwstof. Om enig perspectief te bieden, vertrouwde NASA's Dawn-missie op een xenon-ionmotor die een stuwkracht had voor de opwekking van energie van 90 millinewton per kilowatt. Met behulp van deze technologie had de sonde bijna vier jaar nodig om van de aarde naar de asteroïde Vesta te reizen.
Het concept van directe energie (ook bekend als laserzeilen) vereist daarentegen heel weinig stuwkracht, omdat het gaat om vaartuigen van wafelformaat - kleine sondes die ongeveer een gram wegen en al hun instrumenten dragen die ze nodig hebben in de vorm van chips. Dit concept wordt momenteel onderzocht om de reis naar naburige planeten en sterrenstelsels binnen onze eigen levens te maken.
Twee goede voorbeelden zijn het door NASA gefinancierde DEEP-IN interstellaire concept dat wordt ontwikkeld bij UCSB, dat probeert lasers te gebruiken om een vaartuig aan te drijven tot 0,25 de lichtsnelheid. Ondertussen ontwikkelt Project Starshot (onderdeel van Breakthrough Initiatives) een vaartuig waarvan zij beweren dat het een snelheid van 20% van de lichtsnelheid zal bereiken, en dus in 20 jaar de reis naar Alpha Centauri kan maken.
In vergelijking met deze voorstellen kan de EM Drive nog steeds bogen op het feit dat hij geen drijfgas of een externe stroombron nodig heeft. Maar op basis van deze testresultaten zou de hoeveelheid kracht die nodig zou zijn om een aanzienlijke hoeveelheid stuwkracht te genereren, dit onpraktisch maken. Houd er echter rekening mee dat deze test met laag vermogen is ontworpen om te zien of enige gedetecteerde stuwkracht kan worden toegeschreven aan afwijkingen (die niet zijn gedetecteerd).
Het rapport erkent ook dat verdere tests nodig zijn om andere mogelijke oorzaken uit te sluiten, zoals verschuivingen van het zwaartepunt (CG) en thermische uitzetting. En als externe oorzaken opnieuw kunnen worden uitgesloten, zullen toekomstige tests ongetwijfeld proberen de prestaties te maximaliseren om te zien hoeveel stuwkracht de EM Drive kan genereren.
Maar natuurlijk gaat dit er allemaal van uit dat het "gelekte" papier echt is. Totdat NASA kan bevestigen dat deze resultaten inderdaad echt zijn, zal de EM Drive vastlopen in controverse. En terwijl we wachten, bekijk dan deze beschrijvende video van astronoom Scott Manley van het Armagh Observatory:
