Учёные и инженеры с 2001 года продолжают спорить о возможности существования электромагнитного двигателя EmDrive, который создаёт тягу в замкнутом контуре, без выхлопа. Такой двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса. С другой стороны, но десятки испытаний показывают де-факто его работоспособность вопреки ньютоновской физике. Согласно научным принципам, нельзя признать работоспособным двигатель, если нет общепризнанного объяснения его работы. Поэтому эксперименты продолжаются.

Со странным двигателем экспериментируют не только энтузиасты. Испытания проходят в НАСА. Работающий на непонятном принципе двигатель выдаёт тягу даже в вакууме, где исключена любая тепловая конвекция.

Испытательная установка EmDrive в лаборатории Космического центра им. Линдона Джонсона

Согласно принципу работы EmDrive, магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Физический принцип работы до конца не ясен.

Тем временем, сейчас в Сеть попал официальный отчёт НАСА об испытаниях двигателя (копия). Авторы отчёта — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона. Это центр НАСА по разработке пилотируемых космических кораблей неподалёку от Хьюстона.

Два месяца назад на форуме NASA Spaceflight упоминалась данная научная работа под названием «Измерение импульсной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме». Ходили слухи, что она прошла независимую экспертизу и вскоре будет опубликована в Американском институте аэронавтики и астронавтики (AIAA). Авторами указаны Гарольд Уайт, Пол Марч, Джеймс Лоуренс, Джерри Вера, Андре Сильвестр, Дэвид Брэйди и Пол Бэйли [Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester, David Brady, Paul Bailey]. Все — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона.

Силовые линии поперечного магнитного потока (Transverse Magnetic 212 Mode) в полости, заполненной диэлектриком. Красные линии представляют электрическое поле, синии линии — магнитное поле. Иллюстрация из научной статьи «Измерение импульсной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме»

В статье указано, что двигатель EmDrive развил тягу с коэффициентом мощности 1,2±0,1 мН/кВт.

Двигатель действительно работает, и с такой тягой он и вправду может найти применение в космонавтике. Сравним результат EmDrive с двигателями других типов. Например, лучший двигатель на эффекте Холла выдаёт до 60 мН/кВт, то есть примерно в 50 раз больше, чем EmDrive. С другой стороны, солнечные паруса и фотонные двигатели — тоже силовые установки без топлива — генерируют тягу на два порядка ниже, чем EmDrive (3,37−6,67 микроньютонов на киловатт).

В НАСА для проверки двигателя в лабораторных условиях была сконструирована испытательная установка на базе торсионного маятника.

Упрощённая схема испытательной установки на основе торсионного маятника

Блок-схема испытательной установки

Опубликованный отчёт НАСА свидетельствует, что лабораторные испытания EmDrive завершены — и двигатель доказал свою работоспособность. Следующим шагом должны стать его испытания в космосе.

Космический аппарат с двигателем такого типа можно отправить на большое расстояние — это станет ещё более убедительным наглядным доказательством работы EmDrive.

Перед реальной эксплуатацией EmDrive инженерам предстоит поработать, чтобы повысить эффективность и тягу этого двигателя. По расчётам энтузиастов, если повысить мощность силовой установки EmDrive и снабдить её топливными ячейками с водородом и кислородом, то такой двигатель на МКС уменьшит количество грузовых миссий с топливом на станцию, уменьшит количество маневров для разгона МКС, что уменьшит нагрузку на опорные конструкции станции и продлит срок её эксплуатации.

Для обычного геостационарного спутника замена обычного двигателя и топлива переход на EmDrive означает снижение веса с 3 тонн до 1,3 тонны.

И самое интересное. По мнению инженера НАСА Пола Марча (Paul March), космический корабль с технологией EmDrive может превзойти технические характеристики концептуального корабля с первой версией варп-двигателя WarpStar-1 на корабле IXS Enterprise (IXS-110) из вселенной Star Trek.

Технические характеристики WarpStar-1

С этого концептуального исторического двигателя началось использование варп-технологии и освоение человечеством дальнего космоса.

IXS Enterprise (IXS-110) вылетает из доков

По оценкам инженера НАСА, такой корабль с EmDrive способен доставить шестерых пассажиров и багаж с Земли на Луну, а затем вернуться назад в четырёхчасовом интервале. Инженеры считают, что совершенствование силовой утановки EmDrive с ядерным топливом сократит время полёта к Марсу до 70 дней.