EmDrive en comparación con una linterna en el espacio

Desde mi comprensión (básica), lo más impresionante de EmDrive es que viola la tercera ley de Newton. No se necesita propulsor, no se desecha nada, pero, supuestamente, acelera en una dirección determinada.

Escuché que una linterna en el espacio, encendida, eventualmente acelerará debido a la energía de la luz que se aleja de ella. ¿Cuán diferentes difieren los ejemplos de EmDrive y la linterna? ¿Es solo que EmDrive ni siquiera emite luz/radiación?

Además, ¿cómo podría el EmDrive ser mucho más eficiente que la propulsión ligera?

Es poco probable que EmDrive viole la tercera ley, si los resultados no son un error de medición, entonces probablemente la cumpla de una manera que aún no comprendemos.

Respuestas (3)

Una unidad de fotones (el ejemplo de la linterna) no usa masa de reacción, solo el impulso de los fotones (sin masa). Entonces, si recibe energía, por ejemplo, del sol, puede seguir empujando indefinidamente. El ejemplo más obvio es una vela solar. Sin embargo, los impulsores de fotones tienen una relación empuje/potencia de alrededor de 3,34 nN/W, lo que significa que se requieren ~300 MW para 1 N de empuje.

El EmDrive está igualmente libre de cualquier necesidad de masa de reacción, pero no emite fotones y tiene un empuje/potencia mucho más alto, alrededor de 1,2 µN/W con el artículo de prueba bastante tosco de NASA Eagleworks, por lo que casi tres órdenes de magnitud menos potencia necesaria para el mismo empuje.

Un motor de iones (la principal competencia para los motores de alto ISP de uso inmediato) tiene una relación empuje/potencia de alrededor de 64 µN/W ( NSTAR de Dawn ), pero tiene un yo S PAGS en los bajos miles de segundos (3100 s, específicamente), requiriendo una masa de reacción sustancial para ir a cualquier parte.

Un VASIMR (una unidad de propulsión eléctrica mejorada que aún no está lista para volar) tiene una relación empuje/potencia similar de aproximadamente 70 µN/W en marcha baja y una velocidad similar. yo S PAGS de un poco menos de 3000 s, o tan poco como 7 µN/W en marcha alta con un yo S PAGS de casi 30000 s.

Por lo tanto, el EmDrive tiene un empuje/potencia más o menos similar al VASIMR de alta velocidad (destinado al viaje interplanetario después de abandonar los pozos de gravedad), pero no requiere ninguna masa de reacción, solo la misma fuente de alimentación. Por lo tanto, sería más barato de construir (sin los tanques de combustible significativos) y posiblemente aceleraría más rápido (con una masa inicial mucho más baja). Y, por supuesto, no necesita ser reabastecido, solo mantenido de vez en cuando, lo que hace que la reutilización del transbordador interplanetario sea mucho más fácil.

Por supuesto, cómo esto realmente puede justificarse, físicamente, es el tema de la controversia. Hay algunas hipótesis descabelladas, que en realidad podrían funcionar, pero la mayoría de los científicos todavía son bastante escépticos, porque en su mayoría no parece cuadrar.

Además, ¿cómo podría el EmDrive ser mucho más eficiente que la propulsión ligera?

Probablemente no lo sea . La explicación más probable es que haya un error de medición que afecte a los resultados. El indicio de esto es que los diversos experimentadores que prueban el EmDrive continúan entregando diferentes valores para el empuje. No es que un estudio haya confirmado los resultados de otro al obtener el mismo resultado . Seguimos viendo (ciertamente difícil de explicar) pero diferentes valores para la eficiencia de EmDrive.

Para ser justos, el artículo más reciente de la NASA destaca cuán extremadamente sensible es el empuje de la unidad a la sintonización precisa de RF, lo que requiere que pasen una carrera "verde" (no contada) para calibrarlo antes de cada nueva configuración de potencia. Entonces, la hipótesis de que los diferentes valores de empuje registrados son simplemente de diferentes calidades de afinación es difícil de rechazar en este momento.

Los fotones tienen masa, aunque es muy pequeña. Cambian la trayectoria en función de la curvatura del espacio-tiempo, mientras que los neutrinos no lo hacen. El Em Drive utiliza ondas de radio compuestas de fotones. Pero a diferencia de la luz de flash donde los fotones se expulsan como propulsor, el Em Drive los fotones se dirigen contra una placa antes de que se les permita escapar.

Los fotones no tienen masa; son los neutrinos los que son masivos (aunque son extremadamente ligeros, mucho más ligeros incluso que un electrón).