В конце апреля в Германии произошло событие, оставшееся «за кадром» для большинства жителей Земли. Читатели ведущих мировых газет и зрители крупнейших телеканалов, замученные очередной волной коронавируса, удивлённые взрывом завода по обогащению урана в иранском Натанзе, ничего не узнали о конце (по крайней мере, о долгой отсрочке исполнения) великолепной мечты человечества — достичь звёзд…
В своё время концепция нового космического двигателя EmDrive взбудоражила умы не только инженеров, но и физиков во всём мире. Её сочли одной из наиболее перспективных технологий современности, и сам Илон Маск пристально следил за развитием событий, находясь в постоянном контакте с американской компанией SPR Ltd., владелицей патентов на этот многообещающий проект. Технология EmDrive впервые была предложена ещё в 1999 году Роджером Шойером, и тогда многие журналисты по ошибке написали, что этот британский инженер стал автором фотонного двигателя.
На самом деле, это не так: EmDrive не испускает за пределы своей рабочей камеры ни материю, ни энергию, то есть фотоны (или иначе — световые частицы) её не покидают. У двигателя вообще отсутствует расходуемое рабочее тело, что абсолютно не соответствует современным физическим представлениям. Он нарушает закон сохранения импульса, причём объяснения этому феномену ни Шойер, ни его последователи не предложили. Так что EmDrive получил прозвище «невозможного двигателя», хотя при этом вполне серьёзная научная работа, опубликованная в 2016 году группой Eagleworks, продемонстрировала, по крайней мере, в теории, положительный результат проверки разработок Шойера.
И именно с этого момента началась усиленная практическая работа по воплощению «невозможного двигателя» в жизнь. Уж очень соблазнительными были перспективы. Ведь EmDrive, выполненный «в железе», не требовал бы топлива (как уже было сказано — рабочее тело отсутствует), не загрязнял бы окружающую среду (опять-таки — выброс чего бы то ни было также отсутствует), а его возможности позволяли бы развивать в космосе околосветовую скорость, что позволило бы достаточно быстро и комфортно летать, как минимум, в пределах Солнечной системы. Разработка EmDrive могла бы стать первым шагом, началом эры межзвёздных перелётов, и что с того, что учёным физикам пришлось бы пересматривать, как минимум, половину современных представлений о мире? Уж как-нибудь пересмотрели бы, в конце концов — не впервой…
Невозможное — возможно?
Если коротко описывать, в чём состоит уникальность этого двигателя, то можно сказать следующее: принцип его работы заключается в излучении радиоволн в ассиметрическую закрытую камеру. Прогнозировалось, что с точки зрения внешнего наблюдателя такая установка будет перемещаться в пространстве без подачи топлива и без реактивного выхлопа. Первые испытания созданной в начале 2000-х установки показали, что таким образом вроде бы можно генерировать реальную тягу. Правда, генерировалась она в микроскопических размерах, совершенно недостаточных для перемещения в пространстве хотя бы на метр, но важен был сам принцип.
«Наш двигатель опирается на второй закон Ньютона, согласно которому, сила определяется как степень изменения момента, — поясняли в SPR Ltd. — Таким образом, электромагнитная волна, которая перемещается со скоростью света, обладает определённым моментом, который она передаёт отражателю, а он, в свою очередь, создаёт минимальную силу».
Как уже пояснялось, этот принцип нарушает современные представления о физике окружающего пространства. Несколько исследовательских групп, среди которых были учёные американского Национального космического агентства (NASA), взялись за проверку возможности работы EmDrive, так как подтверждение его свойств означало бы прорыв в космических полётах. «Эта концепция могла бы трансформировать космические путешествия, мы бы собственными глазами увидели звёздные корабли, которые тихо, без грохота дюз и столбов огня поднимались бы с обычных площадок вроде вертолётных и выходили бы за пределы Солнечной системы, — рассказывает один из участников тестовой группы DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency — подразделение Пентагона, занимающееся оборонными научными разработками) Майк Мак-Каллох. — Мы могли бы создать, например, беспилотный зонд, который достиг бы Проксимы Центавра (ближайшая к Солнцу звезда, — прим. ред.) всего лишь за 90 лет».
Причём тестирование макета двигателя EmDive, проведенное специалистами NASA, а также группой учёных из Китая, также подтвердило, что двигатель, похоже, и в самом деле выдаёт пусть и маленькую, но вполне фиксируемую приборами тягу. Так что, дело лишь в доведении «до ума» технологии — и вперёд, к звёздам?
По техническим причинам…
Увы, но на этот раз великой мечте человечества о достижении звёзд не суждено было воплотиться в жизнь. В начале апреля как выкладки Роджера Шойера, так и результаты всех проверок окончательно и бесповоротно опровергли немецкие физики из Университета технологий Дрездена. Они доказали, что полученная во время предыдущих экспериментов тяга не была результатом работы EmDrive, а возникла под воздействием внешних факторов. Немецкие учёные использовали для своих тестов такую же установку, которую ранее испытывали их коллеги из NASA, однако, оснастили её более точными измерительными приборами, а также поместили на улучшенных опорах.
«Мы смогли добиться появления реальной силы тяги, похожей на ту, которая была зафиксирована командой NASA, — пояснил один из членов этой группы Мартин Таймар, — однако, также мы смогли добиться её исчезновения, изменив точку опоры».
Немецкие учёные выяснили, что при подаче энергии в EmDrive, этот двигатель, как и положено согласно физическим законам, разогревается. Это, в свою очередь, заставляет измерительные элементы деформироваться. То есть нулевая точка меняет своё положение, смещается — не в результате работы двигателя, а в результате банального разогрева и возникающей от этого погрешности в измерениях. Новые результаты, полученные в Дрездене, убедительно демонстрируют, что все оптимистические заявления об EmDrive не имеют под собой оснований. Увы.
Впрочем, сами дрезденцы не унывают: по их мнению, разработка этого двигателя ни в коем случае не стала бесполезной тратой времени и денег. Хотя EmDrive стал научным провалом, он всё равно продвинул науку вперёд. «К сожалению, мы не смогли подтвердить ни одну из концепций этого двигателя, однако, мы смогли, во-первых, отмести ложный путь развития космических технологий, что само по себе немаловажно, во-вторых же, мы намного улучшили наши измерительные технологии. В результате мы можем продолжать исследования в этой области и надеяться на новые открытия», — считает Мартин Таймар.
Так что можно считать, что будущие звёздные старты не отменяются, а всего лишь откладываются. На неопределённый срок.
Борис Немировский, журнал „Neue Zeiten“ №05 (239) 2021
