Спустя несколько месяцев слухов и пересудов, НАСА всё же выпустила результаты долгожданного исследования спорной двигательной установки EmDrive. Работа недавно была опубликованав журнале Journal of Propulsion and Power, где все работы проходят экспертную оценку, принадлежащем Американскому институту аэронавтики и астронавтики. Если электромагнитная технология окажется надёжной, она может радикально поменять способ перемещения людей в космосе, и открыть возможность долететь до Марса всего за 70 дней. Но у идеи хватает скептиков, уверенных, что двигатель – это не факт, а научная фантастика. Критики любят указывать на нарушение двигателем одного из фундаментальных законов физики: для каждого действия есть равное и противоположно направленное противодействие. Пока научный мир жужжит от возбуждения, журнал UConn Today набрал профессора технических наук Брайса Кассенти [Brice Cassenti], эксперта по сложным двигательным системам, чтобы тот помог нам разобраться в происходящем.

В: Что собой представляет двигательная система EmDrive и что отличает её от остальных?

О: EmDrive использует электромагнитные волны (используемые, к примеру, в радиолокационных установках), для создания тяги – что, в общем-то, является первым требованием к любому ракетному двигателю. Двигатель состоит из усечённой конической медной оболочки с пластмассовым (полиэтиленовым) диском, закрывающим узкий конец усечённого конуса. Внутри медной оболочки создаётся электромагнитная волна, тем же способом, которым создаются волны в микроволновой печке. Уникальна система тем, что устройство не использует традиционного реактивного топлива. Вместо этого, проще говоря, электромагнитные волны скачут внутри конуса таким образом, что, по заявлениям некоторых людей, приводят к появлению тяги. В тестах НАСА сообщалось о тяге в 1,2 мН на кВт, появлявшейся в вакууме, что представляет собой очень малое, но заметное, движение. Не зависящий от традиционного топлива EmDrive сделал бы космические корабли легче, и устранил бы необходимость в огромных количествах топлива, требуемого для запуска космического корабля к отдалённой цели.

В: Чем подкрепляется весь этот скептицизм, и что вы думаете по этому поводу?

О: Хотя EmDrive вроде бы и выдаёт тягу в этих тестах, в процессе испытаний не появляется никакой исходящей массы или частиц. Это нарушение третьего закона Ньютона, говорящего, что для каждого действия есть равное и противоположно направленное противодействие. Действие и противодействие – прямой результат сохранения импульса. Нарушение такого базового закона, как закон сохранения импульса, отвергнет большую часть основ всей известной физики. Поэтому многие учёные и инженеры считают, что измеренная тяга появилась из-за ошибки эксперимента. К этому добавляется и то, что у людей, верящих в правильность результата, нет никакого правдоподобного физического объяснения явления. К примеру, электрические токи разогревают компоненты двигателя, расширяющегося в экспериментах, и это движение можно принять за движущую силу. Очень сложно устранить подобные эффекты, хотя авторы статьи попытались устранить не только эти температурные эффекты, но и множество других возможных источников экспериментальных ошибок. Чрезвычайно сложно быть уверенным в том, что все возможные источники ошибок устранен. Единственный метод – создать гипотезу или теорию, которую можно было бы проверить независимо.

В: То, что исследование НАСА прошло экспертную оценку, рекламируется, как важный шаг. Что на самом деле означает одобрение экспертов в исследовании, находящемся в процессе развития?

О: Экспертная оценка важна, поскольку это означает, что работу проверили другие эксперты, и результаты оказались достаточно профессиональными и важными для того, чтобы поделиться ими с общественностью. Но это не означает, что эксперты сочли результаты верными. Эксперт, оценивавший эту работу, с которым я говорил ещё до публикации её в журнале, не считает, что она указывает на какую-то новую физику. Но он посчитал, что результаты вышли достаточно сбивающими с толку для её публикации.

В: Если EmDrive работает, значит ли это, что Ньютон был неправ, и существуют загадочные аспекты физики, которые нам не ясны?

О: Если результаты верны, они однозначно указывают на новую физику. Уже было показано, что законы Ньютона неприменимы к большим скоростям (где работает специальная теория относительности), в сильных гравитационных полях и с очень мелкими молекулами. Но Ньютон по большей части прав. Конечно же, многие аспекты физики нам непонятны. Некоторые из них настолько загадочны, что мы даже не знаем, с чего начать!

В: Все испытывают радостное возбуждение по поводу тестирования EmDrive в космосе в качестве следующего шага. Какие преимущества есть у тестирования устройства в космосе, нежели на Земле?

О: Если EmDrive проверят в космосе, то ускорение можно будет измерять напрямую, что устранит всю путаницу, связанную с измерением сил. В космосе будет идеальный вакуум, устройство не нужно будет размещать в вакуумной камере, там будет невесомость, что исключит необходимость в поддерживающем оборудовании (текущие тесты полагаются на балансир для измерения сил). Но космические миссии дорогие – запуск на орбиту одного килограмма веса стоит $10 000. Возможно, лучше было бы сначала попытаться экспериментально найти причину появления тяги, и только когда стоимость наземных экспериментов начнёт приближаться к стоимости орбитальной миссии, нужно будет проводить эксперимент в космосе.

В: Хотите ли вы добавить что-либо ещё по поводу EmDrive для лучшего понимания?

О: Нет, но за мою профессиональную карьеру я видел несколько таких удивительных экспериментов или теоретических результатов, появлявшихся в литературе, подверженной экспертным оценкам. И пока что реальностью оказалось лишь существование чёрных дыр. Так что, по моему опыту, возможность того, что эта тема выдержит последующий анализ и эксперименты, небольшая. Но не нулевая.