ЕмДрайв працює! Весло, занурене у всесвіт

Фізика майже на краю прірви. У листопаді 2016 року НАСА опублікувало науковий звіт про випробування EmDrive у лабораторіях Eagleworks (1). У ньому агентство підтверджує, що пристрій видає потяг, тобто працює. Проблема в тому, що досі невідомо, чому він працює.

1. Лабораторна система вимірювання тяги двигунів EmDrive

2. Запис рядка в EmDrive під час тестування

Вчені та інженери NASA Eagleworks Laboratories дуже ретельно підійшли до своїх досліджень. Вони навіть намагалися знайти будь-які потенційні джерела помилки, але безрезультатно. Їх двигун EmDrive створював тягу 1,2 ± 0,1 міліньютону на кіловат потужності (2). Цей результат ненав'язливий і має загальний ККД, набагато менший, ніж у іонних трубок, наприклад, двигунів Холла, але оскаржити його велику перевагу важко - він не вимагає жодного палива.Тому немає необхідності брати з собою у можливу подорож якийсь паливний бак, «заряджений» його потужністю.

Дослідники вже не вперше довели, що це працює. Однак ніхто поки що не може пояснити, чому. Фахівці НАСА вважають, що роботу цього двигуна можна пояснити теорія пілотної хвилі. Звичайно, це не єдина гіпотеза, яка намагається пояснити загадкове джерело послідовності. Для підтвердження припущень вчених знадобляться додаткові дослідження. Наберіться терпіння і будьте готові до наступних заяв про те, що EmDrive (3)… Це реально працює.

Справа у прискоренні

Справа EmDrive за останні кілька місяців все прискорювалося і прискорювалося як справжній ракетний двигун. Про це свідчить така послідовність подій:

• У квітні 2015 року Хосе Родал, Джеремі Маллікін та Ноель Мансон оголосили про результати свого дослідження на форумі (це комерційний сайт, незважаючи на назву, не пов'язану з НАСА). Як виявилося, вони перевірили роботу двигуна у вакуумі та усунули можливі помилки вимірів, довівши за ними принцип роботи цього двигуна.
• У серпні 2015 року було опубліковано результати дослідження Мартіна Таймара з Технічного університету Дрездена. Фізик повідомив, що двигун EmDrive справді отримав потяг, але це зовсім не доказ його роботи. Мета експерименту, проведеного Таймаром, полягала в тому, щоб перевірити побічні ефекти ранніх методів, що використовувалися для перевірки двигуна. Проте сам експеримент піддався критиці за неточне проведення, помилки виміру, а оприлюднені результати назвали «грою в слова».
• У червні 2016 року німецький вчений та інженер Пауль Коціла оголосив про краудфандінг для запуску в космос супутника під назвою PocketQube.
• У серпні 2016 року Гвідо Фетта, засновник Cannae Inc., оголосив про концепцію запуску CubeSat, мініатюрного супутника, оснащеного Cannae Drive (4), тобто у вашій власній версії EmDrive.
• У жовтні 2016 року Роджер Дж. Шойєр, винахідник EmDrive, отримав британські та міжнародні патенти на друге покоління свого двигуна.
• 14 жовтня 2016 року було випущено кіноінтерв'ю із Шойєром для «International Business Times UK». Він представляє, серед іншого, майбутнє та історія розробки EmDrive, і з'ясувалося, що винаходом зацікавилися міністерства оборони США та Великобританії, а також Пентагон, НАСА та Боїнг. Шойєр надав деяким з цих організацій всю технічну документацію з приводу та демонстрації EmDrive, що забезпечують тягу 8 г і 18 г. автомобілі.
• 17 листопада 2016 року було опубліковано вищезгадані результати досліджень НАСА, в яких спочатку було підтверджено роботу силової установки.

4. Cannae Drive на борту супутника – візуалізація

17 років і досі загадка

5. Роджер Шойєр із моделлю свого EmDrive

Довша і точна назва EmDrive Резонаторний двигун із радіочастотним резонансом. Концепція електромагнітного приводу була розроблена 1999 року британським ученим, інженером Роджером Шойєром, засновником компанії Satellite Propulsion Research Ltd. У 2006 році він опублікував статтю про EmDrive в журналі New Scientist (5). Текст зазнав різкої критики з боку вчених. На думку, релятивістський електромагнітний привід, заснований на представленої концепції, порушує закон збереження імпульсу, тобто. є ще одним варіантом фантазії о.

проте І китайські випробування, проведені кілька років тому, і ті, що були проведені НАСА восени, схоже, підтверджують, що рух із використанням тиску електромагнітного випромінювання на поверхню та ефект відображення електромагнітної хвилі у конічному хвилеводі призводить до різниці сил. та поява тяги. Ця сила, у свою чергу, може бути помножена на Дзеркала, Розміщений на відповідній відстані, кратній половині довжини електромагнітної хвилі.

З публікацією результатів експерименту NASA Eagleworks Lab відродилася полеміка щодо цього потенційно революційного рішення. Розбіжності між експериментальними висновками та дійсною науковою теорією та законами фізики викликали безліч крайніх думок про проведені випробування. Невідповідність між оптимістичними заявами про прорив у космічних подорожах та відкритим запереченням результатів досліджень спонукала багатьох глибоко замислитися над універсальними постулатами та дилемами наукового пізнання та обмеженнями наукового експерименту.

Хоча з моменту розкриття проекту Шойєром минуло понад сімнадцять років, модель британського інженера не могла довго чекати на надійну дослідницьку перевірку. Хоча експерименти з його застосуванням іноді повторювалися, був прийнято рішення їх належним чином підтвердити і перевірити методологію у конкретному науковому дослідженні. Ситуація в цьому відношенні змінилася після згаданої вище публікації результатів експерименту, що рецензуються, в американській лабораторії Eagleworks. Однак, крім доведеної правомірності прийнятого методу дослідження, від початку не був розвіяний весь спектр сумнівів, що фактично підірвали довіру до самої ідеї.

А Ньютон?

Щоб проілюструвати масштаб проблеми із принципом роботи двигуна Шойєра, критики прагнуть порівняти автора ідеї EmDrive з автовласником, який хоче змусити свій автомобіль рухатися, притискаючись до його лобового скла зсередини. Проілюстрована таким чином невідповідність фундаментальним принципам ньютонівської динаміки, як і раніше, розглядається як основне заперечення, яке повністю виключає довіру до задуму британського інженера. Супротивників моделі Шойєра не переконали послідовні експерименти, які несподівано показали, що двигун EmDrive може працювати ефективно.

Доводиться, звичайно, визнати, що отримані досі результати дослідів страждають на відсутність чіткої змістовної бази у вигляді науково доведених положень та закономірностей. Як дослідники, так і ентузіасти, що доводять працездатність моделі електромагнітного двигуна, визнають, що не знайшли чітко підтвердженого фізичного принципу, який би пояснював його дію нібито суперечливим законам динаміки Ньютона.

6. Гіпотетичний розподіл векторів взаємодії у циліндрі EmDrive

Сам Шойєр, однак, постулює необхідність розглядати свій проект на основі квантової механіки, а не класичної, як у випадку зі звичайними приводами. На його думку, робота EmDrive заснована на специфічний вплив електромагнітних хвиль ( 6), вплив яких повністю відбито у принципах Ньютона. Також Шойєр не наводить жодних науково перевірених та методологічно перевірених доказів.

Незважаючи на всі зроблені оголошення та перспективні результати досліджень, результати експерименту NASA Eagleworks Laboratory – це лише початок тривалого процесу перевірки доказів та побудови наукової достовірності проекту, ініційованого Шойєром. Якщо результати дослідницьких експериментів виявляться відтвореними, а робота моделі підтвердиться ще й у космічних умовах, залишається набагато серйозніше питання для аналізу. проблема узгодження відкриття із принципами динаміки, Поки недоторканним. Виникнення такої ситуації не повинно автоматично означати заперечення чинної наукової теорії чи фундаментальних фізичних законів.

Теоретично EmDrive працює, використовуючи явище радіаційного тиску. Групова швидкість електромагнітної хвилі, отже, і створювана нею сила, можуть залежати від геометрії хвилеводу, у якому вона поширюється. Згідно ідеї Шойера, якщо ви побудуєте конічний хвилевід таким чином, що швидкість хвилі на одному кінці значно відрізняється від швидкості хвилі на іншому кінці, то, відображаючи хвилю між двома кінцями, ви отримаєте різниця в радіаційному тиску, тобто сила, достатня для досягнення тяги. За словами Шойєра, EmDrive не порушує закони фізики, а використовує теорію Ейнштейна - двигун просто знаходиться в інша система відліку ніж "робоча" хвиля всередині нього.

7. Концептуальна схема роботи EmDrive

Важко зрозуміти, як працює EmDrive, але ви знаєте, з чого він складається (7). Найбільш важливою частиною пристрою є мікрохвильовий резонаторякому мікрохвильове випромінювання, що створюється мікрохвильова піч (мікрохвильова випромінююча лампа, що використовується як у радарах, так і в мікрохвильових печах). Резонатор формою схожий на усічений металевий конус — один кінець ширший за інший. Завдяки правильно підібраним розмірам у ньому резонують електромагнітні хвилі певної довжини. Передбачається, що ці хвилі прискорюються до ширшого кінця і сповільнюються до вужчого кінця. Відмінність швидкості зміщення хвилі повинна призводити до відмінності радіаційного тиску, що чиниться на протилежні кінці резонатора, і, таким чином, до утворення тяга, що рухає транспортний засіб. Ця послідовність діятиме у напрямі ширшої бази. Проблема в тому, що на думку критиків Шойєра, цей ефект компенсує вплив хвиль на бічні стінки конуса.

8. Сопло іонного двигуна

Реактивний або ракетний двигун штовхає транспортний засіб, оскільки викидає прискорений газ, що є продуктом згоряння. Іонний двигун, що використовується в космічних зондах, також викидає газ (8), а як прискорених в електромагнітному полі іонів. EmDrive нічого з цього не видує.

За словами Третій закон Ньютона кожній дії є протилежна і рівна протидія, тобто взаємні дії двох тіл завжди рівні та протилежні. Якщо ми тулимося до стіни, вона теж тисне на нас, хоч нікуди не подінеться. Як він каже принцип збереження імпульсуЯкщо систему тіл не діють зовнішні сили (взаємодії), ця система має постійний імпульс. Коротше кажучи, EmDrive не має працювати. Але це працює. Принаймні так показують пристрої виявлення.

Потужності побудованих досі прототипів не збивають їх з ніг, хоча, як ми вже згадували, деякі з іонних двигунів, що використовуються на практиці, працюють у цих мікроньютонових діапазонах. За словами Шойєра, тяга в EmDrive може бути значно збільшена за рахунок використання надпровідників.

Теорія пілотної хвилі

Теорія пілотної хвилі була дана дослідниками НАСА як можлива наукова основа для роботи EmDrive. Це перша відома теорія прихованих змінних, представлена Луїза де Бройль у 1927 році, пізніше забутий, потім наново відкритий та покращений Девід Бом – зараз називається теорія де Бройля-Бома. Він позбавлений проблем, що існують у стандартній інтерпретації квантової механіки, таких як миттєвий колапс хвильової функції та проблема виміру (відома як парадокс кота Шредінгера).

це нелокальна теоріяце означає, що рух даної частинки безпосередньо впливає рух інших частинок у системі. Однак ця нелокальність не дозволяє передавати інформацію зі швидкістю більшої швидкості світла, а отже, не суперечить теорії відносності. Теорія пілотної хвилі залишається однією з кількох інтерпретацій квантової механіки. Досі не виявлено експериментальних відмінностей між прогнозами теорії пілотної хвилі та прогнозами стандартної інтерпретації квантової механіки.

У своїй публікації 1926 Макс Борн припустив, що хвильова функція хвильового рівняння Шредінгера є щільністю ймовірності виявлення частки. Саме для цієї ідеї де Бройль розробив теорію пілотної хвилі та розробив функцію пілотної хвилі. Спочатку він запропонував підхід з подвійним рішенням, в якому квантовий об'єкт містить фізичну хвилю (u-хвилю) у реальному просторі, що має сферичну сингулярну область, яка викликає поведінку, подібну до частки. У цій початковій формі теорії дослідник не постулював існування квантової частки. Пізніше він сформулював теорію хвилі-пілота та представив її на знаменитій Сольвіївській конференції у 1927 році. Вольфганг Паулі однак він припускав, що така модель не буде правильною для непружного розсіювання частинок. Де Бройль не знайшов

до цієї відповіді незабаром відмовився від концепції пілотної хвилі. Він ніколи не розвивав свою теорію, щоб покрити випадковість

багато частинок.

1952 року Девід Бом наново відкрив теорію пілотної хвилі. Теорія де Бройля-Бома в результаті була визнана правильною інтерпретацією квантової механіки і є серйозною альтернативою найпопулярнішої на сьогоднішній день копенгагенської інтерпретації. Важливо, що він позбавлений феномена вимірювання, який заважає стандартної інтерпретації квантової механіки.

Положення та імпульс частинок є прихованими змінними в тому сенсі, що кожна частка має чітко визначені координати та імпульс у кожний момент часу. Однак виміряти обидві ці величини одночасно неможливо, тому що кожен вимір однієї обурює значення іншої відповідно до Принцип невизначеності Гейзенберга. Набір частинок має відповідну хвилю матерії, що еволюціонує за рівнянням Шредінгера. Кожна частка слід по детермінованій траєкторії, керованої пілотною хвилею. У сукупності густина частинок відповідає висоті амплітуди хвильової функції. Хвильова функція залежить від частинок і може існувати як порожня хвильова функція.

У копенгагенської інтерпретації частки немає певного розташування, доки їх спостерігають. У хвильовій теорії

пілотні положення часток добре визначені, але це має різні серйозні наслідки для всієї фізики – тому

також ця теорія дуже популярна. Однак, він дозволяє пояснити, як працює EmDrive.

«Якщо середовище може передавати акустичні коливання, значить, його компоненти можуть взаємодіяти та передавати імпульс», — пише дослідницька група НАСА у листопадовій публікації 2016 р. Працюючи з вакууму і, отже, відштовхуючись від нього — за збереження енергії та імпульсу, що дозволяє не порушувати закони руху Ньютона».

Одним із наслідків цієї інтерпретації, мабуть, є те, що EmDrive рухатиметься, ніби «відштовхуючись» від Всесвіту.

 EmDrive не повинен порушувати закони фізики.

… каже Майк МакКаллох із Плімутського університету, пропонуючи нову теорію, яка передбачає інший спосіб мислення про рух та інерцію об'єктів із дуже малими прискореннями. Якби він мав рацію, ми зрештою назвали б таємничий привід «неінерційним», бо саме інерція, тобто інерція, переслідує британського дослідника.

Інерція характерна всім об'єктів, мають масу, реагують зміну напрями чи прискорення. Інакше кажучи, масу можна як міру інерції. Хоча це здається нам добре відомим поняттям, сама його природа не така очевидна. Концепція Маккаллоха заснована на припущенні, що інерція виникає через ефект, передбачений загальною теорією відносності і називається Унру радіаціяa — випромінювання абсолютно чорного тіла, що діє на об'єкти, що прискорюються. З іншого боку, можна сказати, що вона зростає, коли ми пришвидшуємося.

З приводу ЕмДрайв Концепція МакКаллоха ґрунтується на наступній думці: якщо фотони мають якусь масу, вони мають відчувати інерцію при відображенні. Проте випромінювання Унру у разі дуже мало. Настільки малий, що може взаємодіяти з найближчим оточенням. У випадку з EmDrive це конус дизайну двигуна. Конус допускає випромінювання Унру певної довжини більш широкому кінці і випромінювання меншої довжини більш вузькому кінці. Фотони відображаються, тому їхня інерція в камері повинна змінитися. А з принципу збереження кількості руху, який, попри часті думки про EmDrive, у цьому трактуванні не порушується, слід, що таким чином має створюватися тяга.

Теорія Маккаллоха, з одного боку, усуває проблему збереження імпульсу, з другого боку, вона перебуває в узбіччі наукового мейнстриму. З наукової точки зору спірно припускати, що фотони мають інерційну масу. Більше того, за логікою, швидкість світла має змінюватися всередині камери. Це досить складно прийняти фізикам.

Це справді рядок?

Незважаючи на вищезгадані позитивні результати дослідження тяги EmDrive, критики, як і раніше, проти. Вони зазначають, що, всупереч повідомленням ЗМІ, НАСА ще належить довести, що двигун справді працює. Не виключено, наприклад, зі стовідсотковою впевненістю експериментальні помилки, викликане, зокрема, випаровування матеріалів, що становлять частини рухової установки.

Критики стверджують, що сила електромагнітної хвилі в обох напрямках насправді еквівалентна. Ми маємо справу з іншою шириною контейнера, але це нічого не змінює, тому що мікрохвилі, відбиваючись від ширшого торця, повертаючись, потрапляють не тільки на вужче дно, а й на стінки. Скептики розглядали створення легкого потягу потоком повітря, наприклад, але НАСА виключило це після випробувань у вакуумній камері. У той самий час інші вчені смиренно прийняли нові дані, шукаючи спосіб осмислено узгодити їх із принципом збереження імпульсу.

Деякі сумніваються, що в цьому досвіді розрізняються питома тяга двигуна та нагрівальний ефект системи, обробленої електричним струмом.9). В експериментальній установці НАСА в циліндр надходить дуже велика кількість теплової енергії, яка може змінити розподіл мас та центр тяжіння, викликаючи визначення тяги EmDrive у вимірювальних пристроях.

9. Теплові зображення системи під час тестування

Ентузіасти EmDrive кажуть, що секрет полягає, серед іншого у формі конічного циліндраось чому рядок просто з'являється. Скептики відповідають, що варто протестувати неможливий привід з нормальним циліндром. Бо якби в такій звичайній, неконічній конструкції була потяг, це підірвало б деякі з «містичних» тверджень про EmDrive, а також підтримало б підозри, що відомі теплові ефекти «неможливого двигуна» діють на експериментальну установку.

"Продуктивність" двигуна, виміряна в ході експериментів NASA Eagleworks, також викликає сумніви. При використанні 40 Вт тяга вимірювалася лише на рівні 40 мкН – у межах плюс-мінус 20 мкН. Це 50% похибка. Після збільшення потужності до 60 Вт виміри продуктивності стали ще менш точними. Однак, навіть якщо прийняти ці дані за чисту монету, новий тип приводу, як і раніше, виробляє всього лише одну десяту сили на кіловат електроенергії, яка досягається за допомогою передових іонних двигунів, таких як NSTAR або NEXT.

Скептики закликають до подальшого, більш ретельного та, звичайно ж, незалежного тестування. Вони нагадують, що струна EmDrive з'явилася у китайських експериментах ще у 2012 році, а після вдосконалення методики експерименту та вимірювань зникла.

Перевірка правди на орбіті

Остаточна (?) відповідь на питання, чи працює привід з резонансною камерою, задуманий вищезгаданим Гвідо Феттом – винахідником варіанта цієї концепції, названого Канна Драйв. На його думку, скептикам та критикам закриють роти, відправивши на орбіту супутник, який працює на цьому двигуні. Звичайно, він закриється, якщо Cannae Drive справді запустить супутник.

Зонд розміром з 6 одиниць CubeSat (тобто приблизно 10×20×30 см) має бути піднятий на висоту 241 км, де він перебуватиме близько півроку. Традиційні супутники такого розміру закінчують роботу з коригуючим паливом приблизно через шість тижнів. EmDrive із живленням від сонячних батарей дозволить зняти це обмеження.

Щоб сконструювати пристрій, Cannae Inc., керована Fetta, Inc. заснував компанію з LAI International та SpaceQuest Ltd, маючи досвід роботи як постачальник запчастин, в т.ч. для авіації та виробника мікросупутників. Якщо все піде добре, то Тесей, тому що так називається нове підприємство може запустити перший мікросупутник EmDrive в 2017 році.

Це не що інше, як фотони, кажуть фіни.

За кілька місяців до публікації результатів НАСА в журналі «AIP Advances», що рецензується, була опублікована стаття про неоднозначний двигун EmDrive. Його автори, професор фізики Арто Анніла з університету Хельсінкі, доктор Ерккі Колехмайнен з Університету Ювяскюля з органічної хімії і фізик Патрік Гран з Comsol, стверджують, що EmDrive набирає тягу за рахунок виходу фотонів із закритої камери.

Професор Анніла – відомий дослідник сил природи. Він автор майже п'ятдесяти робіт, опублікованих у престижних журналах. Його теорії знайшли застосування у вивченні темної енергії та темної матерії, еволюції, економіки та неврології. Анніла категорично заявляє: EmDrive схожий на будь-який інший двигун. Бере паливо та створює тягу.

З боку палива все просто і всім зрозуміло – мікрохвилі посилаються у двигун. Проблема в тому, що з неї нічого не видно, тому люди думають, що двигун не працює. То як же з цього може вийти щось невиявлене? Фотони відображаються назад і вперед у камері. Деякі з них йдуть в одному напрямку і з однаковою швидкістю, але їхня фаза зміщена на 180 градусів. Тому, якщо вони подорожують у такій конфігурації, вони нейтралізують електромагнітні поля одне одного. Це схоже на хвилі води, що рухаються разом, коли одна зміщена щодо іншої, тому вони компенсують один одного. Вода не йде, вона досі там. Так само фотони, що несуть імпульс, не зникають, навіть якщо вони не видно у вигляді світла. А якщо хвилі вже не мають електромагнітних властивостей, тому що їх усунули, то вони не відбиваються від стінок камери і не виходять з неї. Отже, ми маємо драйв завдяки парним фотонам.

Човен, занурений у відносний простір-час

Відомий фізик Джеймс Ф. Вудворд (10) вважає, з іншого боку, що фізичною основою для роботи нового типу рушія є так звана засідка Маха. Вудворд сформулював нелокальну математичну теорію, що базується на принципі Маха. Однак найбільш примітно те, що його теорія піддається перевірці, оскільки вона передбачає фізичні ефекти.

Вудворд говорить, що якщо щільність маси-енергії будь-якої зазначеної системи змінюється з часом, маса цієї системи змінюється на величину, пропорційну другий похідної зміни щільності системи, що розглядається.

Якщо, наприклад, керамічний конденсатор масою 1 кг зарядити один раз позитивною, іноді негативною напругою, яка змінюється з частотою 10 кГц і передає потужність, наприклад, 100 Вт - теорія Вудворда передбачає, що маса конденсатора повинна змінитись ± 10 міліграм навколо свого вихідного значення маси на частоті 20 кгц. Це передбачення було підтверджено в лабораторії і таким чином принцип Маха був підтверджений емпірично.

Ернст Мах вважав, що тіло рухається поступово не по відношенню до абсолютного простору, а по відношенню до центру мас інших тіл Всесвіту. Інерція тіла є наслідком його взаємодії з іншими тілами. На думку багатьох фізиків, повна реалізація принципу Маха довела б повну залежність геометрії простору-часу від розподілу матерії у Всесвіті, а відповідна їй теорія була б теорією відносного простору-часу.

Візуально цю концепцію двигуна EmDrive можна порівняти з веслуванням в океані. І цей океан — Всесвіт. Рух буде діяти більш-менш подібно до весла, яке пірнає у воду, з якої складається Всесвіт, і відштовхується від нього. І найцікавіше у всьому цьому те, що фізика зараз у такому стані, що такого роду метафори зовсім не здаються фантастикою та поезією.

Не тільки EmDrive, або космічні диски майбутнього

Хоча двигун Шойєра дав лише мінімальний імпульс, він уже має велике майбутнє в космічних подорожах, які доставлять нас на Марс і далі. Однак це не єдина надія на справді швидкий та ефективний двигун космічного корабля. Ось ще кілька концепцій:

•  Ядерний драйв. Він полягав у стрільбі атомними бомбами та напрямі сили їх вибуху «стволом» у бік корми корабля. Ядерні вибухи створять ударну силу, яка «штовхає» корабель уперед. Невибуховим варіантом було б використання сольової речовини, що ділиться, наприклад броміду урану, розчиненого у воді. Таке паливо зберігається в ряді ємностей, відгороджених один від одного шаром міцного матеріалу, з додаванням бору, міцного

  поглинач нейтронів, що перешкоджає їх протіканню між контейнерами. Коли ми запускаємо двигун, матеріал з усіх контейнерів поєднується, що викликає ланцюгову реакцію, і розчин солі у воді перетворюється на плазму, яка залишаючи сопло ракети захищеним від величезної температури плазми магнітним полем, дає постійна тяга. Підраховано, що цей метод може розігнати ракету до 6 м/км і навіть більше. Однак за такого способу необхідні великі обсяги ядерного палива — для корабля вагою тисячу тонн це буде цілих 10 XNUMX тонн. тонн урану.

• Термоядерний двигун з використанням дейтерію.. Плазма з температурою близько 500 мільйонів градусів Цельсія, що дає тягу, є серйозною проблемою для конструкторів, наприклад, випускних сопел. Проте швидкість, яку теоретично можна було б у своїй досягти, близька до однієї десятої швидкості світла, тобто. до 30 XNUMX. км/с. Однак цей варіант поки що залишається технічно нездійсненним.
• Антиречовина. Ця дивна штука справді існує — у ЦЕРН та Фермілабі нам вдалося зібрати близько трильйона антипротонів, або один пікограм антиречовини, за допомогою колечків, що збирають. Теоретично антиматерія може зберігатися в так званих Пастках Пеннінга, в яких магнітне поле не дозволяє йому стикатися зі стінками контейнера. Анигіляція антиматерії звичайними

  з речовиною, наприклад, з воднем, дає гігантську енергію з високоенергетичної плазми в магнітній пастці. Теоретично транспортний засіб, що працює на енергії анігіляції матерії та антиматерії, може розігнатися до 90% швидкості світла. Однак на практиці виробництво антиречовини надзвичайно складне та дороге. Для виробництва цієї партії потрібно в десять мільйонів разів більше енергії, ніж вона може зробити пізніше.

• Сонячні вітрила. Це концепція приводу, відома вже багато років, але все ще чекає хоча б пробної реалізації. Вітрила працюватимуть з використанням фотоелектричного ефекту, описаного Ейнштейном. Однак їх поверхня має бути дуже великою. Саме вітрило теж має бути дуже тонким, щоб конструкція не надто багато важила.
• привід . Фантисти кажуть, що достатньо… викривити простір, що фактично скорочує відстань між транспортним засобом та пунктом призначення та збільшує відстань позаду нього. Таким чином, сам пасажир переміщається лише небагато, але в «бульбашці» долає величезну відстань. Хоч би як фантастично це звучало, вчені НАСА досить серйозно експериментували.

  з ефектами на фотони. У 1994 році фізик доктор Мігель Алькуб'єрре запропонував наукову теорію, яка описує, як може працювати такий двигун. Насправді це був би свого роду трюк — замість того, щоб рухатися швидше за швидкість світла, він модифікував би сам простір-час. На жаль, не варто розраховувати на отримання диска найближчим часом. Одна з багатьох проблем з ним полягає в тому, що кораблю, який рухається таким чином, буде потрібна негативна енергія для харчування. Це правда, що цей тип енергії відомий теоретичній фізиці - теоретична модель вакууму як нескінченного моря частинок з негативною енергією була вперше запропонована британським фізиком Полом Діраком в 1930 для пояснення існування передбачених квантових станів з негативною енергією. за рівнянням Діраку для релятивістських електронів.

  У класичній фізиці передбачається, що у природі існує лише рішення з позитивною енергією, а рішення з негативною енергією немає сенсу. Проте рівняння Дірака постулює існування процесів, у яких негативне рішення може бути з «нормальних» позитивних частинок, і тому його не можна ігнорувати. Однак невідомо, чи негативна енергія може бути створена в доступній нам реальності.

  Є багато проблем із реалізацією приводу. Спілкування здається одним із найважливіших. Наприклад, невідомо, як корабель міг спілкуватися з навколишніми областями простору-часу, рухаючись швидше за швидкість світла? Це також запобігає вимкненню або запуску приводу.