„Neįmanomo“ EmDrive variklio sukūrimo istorija ir bandymai laboratorijose - kodėl niekas nežino kaip tai veikia, jei kai kurie eksperimentai rodo teigiamus rezultatus?

„Neįmanomasis“ dėmesio vėl sulaukė 2016 metų lapkritį. Internete pasirodė nutekėjusi informacija apie tai, kad Eagleworks rengia pirmąją publikaciją recenzuojamame žurnale. Taip ir nutiko. Amerikos aeronautikos ir astronautikos instituto leidžiamame Journal of Propulsion and Power, buvo publikuotas naujas variklio tyrimas. Jis buvo atliktas daug tvarkingiau. Bandymui panaudotas Shawyerio versijos – primenantis varinį kibirą – modelis. Tyrėjai vėl panaudojo torsionines svarstykles tik šį kartą jau vakuuminėje kameroje (8x10-6 Torr [0,00106656 Pa]), ir taip pavyko dar padidinti bandymo tikslumą. Bandymai atlikti su trimis magnetrono galingumo nustatymais — 40, 60 ir 80 W. Eksperimente nustatyta, kad vakuume kuriama 1,2 mN/kW trauka. Įdomu, kad ši reikšmė 42 kartus didesnė, nei Dresdeno mokslininkų eksperimente. Tada sąžiningai išnagrinėti įmanomi matavimo klaidų šaltiniai. Iš viso jų rasta 9, įskaitant galimą fotonų nutekėjimą iš magnetrono (vadinamoji fotoninė raketa), elektromagnetinė sąveika su įrenginio elektrine grandine, temperatūrinis kai kurių torsioninių svarstyklių elementų plėtimasis ir galimas molekulių garavimas nuo bandinio paviršiaus. Visgi, Eagleworks nuomone, visi šie efektai pastebimai paveikti traukos negali. Pavyzdžiui, jei iš rezonatoriaus nutekėtų fotonai, trauka būtų skaičiaus eilėmis mažesnė, teigiama tyrime. Šiuolaikiniais vertinimais, norint gauti 1 niutono trauką, fotoninei raketai reikia mažiausiai 300 MW galios (nedidelės elektrinės galia).

Variklio veikimo principų paaiškinimas straipsnyje vėl sukėlė daugiau klausimų nei pateikė atsakymų. Darbo autorių nuomone, trauką gali paaiškinti vadinamoji pilotinės bangos teorija (Pilot wave). Šią vieną iš galimų kvantinės mechanikos interpretacijų 1927 metais pasiūlė fizikas teoretikas Louis de Broglie. Joje tariama, kad elementariųjų dalelių savybės aprašomos naudojant kvantinę mechaniką tik todėl, kad kol kas negalime stebėti realios jų dinamikos. Gi iš tiesų jos juda kaip makroskopiniai objektai apibrėžtomis trajektorijomis, kurias aprašo kol kas nežinomi mums parametrai. Straipsnyje aiškinama, kad EmDrive gali sąveikauti su virtualiomis vakuumo dalelėmis panašiai, kaip laivo sraigtas su vandeniu. Tačiau nuo pilotinės bangos teorijos pasirodymo praėjo 90 metų, ir mūsų dienomis ji tarp kvantinės mechanikos specialistų visiškai nepopuliari. Tad ši darbe išdėstyta traukos radimosi hipotezė ypatingo entuziazmo nesukėlė.

Didžioji dalis mokslo bendruomenės „neįmanomojo“ variklio bandymo rezultatais nepatikėjo. Marcas G. Millisas, vadovavęs dabar nebeveikiančiai Breakthrough Propulsion Physics lab laboratorijai, mano, kad anomali trauka galėjo atsirasti dėl variklio ir bandymo kameros sąveikos. Milliso laboratorija anksčiau užsiėmė analogiškomis užduotimis, kaip ir Eagleworks, tai yra, tikrino įvairius pusiau fantastinius kosminių variklių projektus. Tad panašių prielaidų darymo patirtį turi pakankamą. Rochesterio technologijos instituto astrofizikas ir Forbes mokslo apžvalgininkas Brianas Koberleinas pažymėjo, kad straipsnio publikavimas recenzuojamame žurnale dar nereiškia, kad rezultatai teisingi. Ir tokių pavyzdžių toli ieškot nereikia, pavyzdžiui, nesena istorija su BICEP2, kai buvo paskelbta apie gravitacinių bangų aptikimą remiantis reliktinio spinduliavimo poliarizacija. Darbas susilaukė plataus atgarsio ir buvo publikuotas gerbiamame Physical Review Letters žurnale. Tačiau vėlesnė analizė ir nauji kosminio teleskopo „Planck“ duomenys parodė, kad straipsnio autoriai matė ne gravitacinių bangų, o tarpžvaigždinių dulkių paveiktą reliktinį spinduliavimą. Kai kurie specialistai atkreipia dėmesį į didelę variklio traukos matavimo paklaidas. Paklaidos tokios didelė, kad norint, traukos priklausomybės nuo magnetrono galios liniją galima nubrėžti ne kaip augančią, o pavyzdžiui, kaip nekintančią ar netgi mažėjančią.

Beje, Journal of Propulsion and Power didelio pasitikėjimo nekelia. Jo JIF – kituose žurnaluose cituojamų straipsnių skaičiaus santykis su žurnalo publikacijų skaičiumi – yra maždaug 1,19 (2015/2016 metais). Tai nėra daug, ką nurodo daugelis publikacijos kritikų. Pavyzdžiui, Physical Review Letters žurnalo JIF buvo 7,6, Nature žurnalo – net 42,3.

EmDrive idėją sukritikavo ir Rusijos mokslininkai. Astrofizikas, laikraščio „Troickij variant“ vyr. redaktorius ir RMA kovos su pseudomokslu komisijos narys Borisas Šternas pačią neįmanomojo variklio sukūrimo galimybę pavadino kliedesiais. „Visiškai nebūtina nagrinėti prietaisą. Impulso tvermės dėsnio statusas pasaulio sandaroje yra lygiai toks pats, kaip energijos tvermės dėsnio (reliatyvumo teorijoje tai yra vienas dėsnis – energijos–impulso tvermės). Tačiau jau ne vieną šimtmetį vis nauji ir nauji nekompetentingi išradėjai siūlo naujus ir naujus amžinojo variklio variantus, kai kurie egzemplioriai truputėlį netgi veikia, panaudodami parazitinius efektus ir taip glumina liudininkus, kurių racionalusis požiūris į pasaulį nėra itin tvirtas. Naujų amžinųjų variklių autoriai jau seniai, dar neperžengę slenksčio, siunčiami atgal“, – parašė mokslininkas laikraščio svetainėje.

Prie svarstymų aktyviai prisijungia ir kosmonautika besidomintys interneto naudotojai. Pernai metų gale Reddit.com atitinkamoje temoje pasirodė įdomus naudotojo thatonefirst komentaras. Jis mano aptikęs klaidą Eagleworks eksperimente. Išnagrinėjęs torsioninių svarstyklių, kuriomis buvo bandomi varikliai, nuokrypio grafikus, jis pastebėjo, kad matavimo įrenginys, įjungiant EmDrive ir testinį impulsą reaguoja šiek tiek skirtingai. Į kalibravimo impulsą balansyras reaguoja praktiškai iš karto, o jį išjungus, lygiai taip pat staigiai grįžta į pradinę padėtį. Tačiau į EmDrive trauką torsioninės svarstyklės reaguoja inertiškiau ir nuokrypio kampas, panašu, dar kurį laiką didėja, netgi išjungus variklio maitinimą. Komentatorius spėja, kad tai aiškiai liudija kažkurio įtaiso elemento kaitimą ir šiluminį plėtimąsi, veikiantį svarstyklių rodmenis. Patys eksperimentatoriai straipsnyje tokį neįprastą balansyro nuokrypį aiškina torsioninių svarstyklių konstrukcijos ypatybėmis. Kas teisus, gal parodyti tik tolesni bandymai.

Tačiau jei neįmanomasis variklis išties veikė, tai iš esmės pakeistų kosminius skrydžius. Žinoma, nuo Žemės paviršiaus, naudojant tik EmDrive trauką, kosminiai aparatai nepakiltų, be cheminių raketų neapsieitume. O štai kosmose efektyvi būtų netgi nedidelė trauka, svarbiausia, kad ją būtų galima išlaikyti ilgai. Dabar Holo efektą panaudojantys joniniai varikliai, sunaudodami 1 kilovatą, gali suteikti 60 miliniutonų trauką, o tai gerokai viršija EmDrive galimybes. Tačiau kuro atsargos nėra begalinės. O nuolat veikiantis Shawyerio ir Fetto variklis būtų efektyvesnis. Pasak išradėjų, tokius variklius naudojanti automatinė stotis iki Marso nuskrietų per 70 dienų arba pristatytų 2000 kg krovinį už 0,1 šviesmečio per 15 metų. Skamba fantastiškai? Tačiau netgi atmetus tokius optimistinius pareiškimus, „neįmanomojo“ variklio naudojimas geostacionarių palydovų orbitos koregavimui gerokai sumažintų jų svorį, tad ir paleidimo kainą.

Bet ar EmDrive iš tiesų veikia? Didžioji dalis mokslo bendruomenės mano, kad greičiausiai ne. Pati EmDrive sukūrimo istorija trodo gan nemoksliška. Variklio išradėjas, ir bandymus atlikusi NASA siūlo visiškai skirtingas jo veikimo principą aiškinančias teorijas. O ir šių teorijų moksliškumas itin kvestionuotinas. Tokia istorija kuo puikiausiai būtų galėjusi nutikti XIX amžiuje, bet mūsų laikais fizikos srityje atsitiktiniams atradimams vietos jau seniai nebėra. Dabar eksperimentai praktiškai visada prasideda nuo teorijos, kurią jie patvirtina arba paneigia. Ir tai toli gražu nėra pirmas kartas, kai stebuklingosios „barono Miunchhauzeno“ technologijos išradėjas bando visą pasaulį įtikinti, kad jo metodas tai jau tikrai nenuvils. Taip buvo ir antroje šeštojo dešimtmečio pusėje, kai pasirodė Dino mašina. Jos kūrėjas Normanas Dinas tikino, kad spyruoklėmis ir ekscentrikais galima įveikti gravitacijos jėgą. Arba nesena istorija apie garsųjį „Gravicapą“ – tai irgi reaktyvinės masės nenaudojantis variklis. Šis įrenginys, nepaisant daugybės RMA Kovos su pseudomokslu komisijos protestų, buvo nusiųstas į kosmosą mažajame moksliniame palydove „Jubilejnyj“. Tačiau, kaip ir buvo galima tikėtis, fizikos dėsniai veikė, ir „Gravicapa“ kosmose buvo tik balastas. Kaip bebūtų, „neįmanomojo“ variklio bandymai tęsiasi. Ir nors tai nesuteiks žmonijai lengvo būdo keliauti po kosmosą, tačiau išmokys tiksliau atlikti bandymus ir atidžiau ieškoti matavimo klaidų. Gali būti, kad EmDrive dar pasitarnaus mokslo bendruomenei, tegul ir kiek kitaip, nei viliasi jo kūrėjai.