Mehr als 20 Jahre nach seiner Einführung wird der EmDrive immer noch in Labors auf der ganzen Welt getestet, einschließlich der Behörde des Verteidigungsministeriums der Vereinigten Staaten, die Forschungs-Projekte für die Streitkräfte der Vereinigten Staaten durchführt, DARPA. Aber der Tu-oder-Stirb-Moment des umstrittenen Triebwerks rückt immer näher.
Als DARPA 2018 Geld in das umstrittene EmDrive steckte, sah es nach einem großen Glücksspiel aus. Viele Physiker hatten den revolutionären Weltraumantrieb als einfach gefälschte Wissenschaft abgetan.
Jetzt ist das EmDrive-Projekt in Phase 2 getreten, sagte DARPA im Februar dieses Jahres gegenüber Popular Mechanics. In der Zwischenzeit hoffen andere Teams, später in diesem Jahr eine endgültige Demonstration der Technologie zu erreichen.
„Dies ist eine Technologie, die die Raumfahrt verändern und wir werden sehen könnte, wie Fahrzeuge lautlos von Startrampen abheben und über das Sonnensystem hinausreichen“, sagt Mike McCulloch, Dozent für Geomatik an der Universität von Plymouth, Großbritannien, und Leiter des EmDrive-Projekts von DARPA. „Wir können Proxima Centauri auch in einem (langen) menschlichen Leben von 90 Jahren eine unbemannte Sonde bringen.“
Aber DARPA mildert diese idealistische Vision.
„Theoretische modellbasierte Leistungsvorhersagen haben zu neuen Triebwerkskonstruktionen geführt, und diese neuen Konstruktionen können dazu beitragen, zukünftige Entwicklungs- und Testaktivitäten zu informieren“, sagte ein DARPA-Sprecher gegenüber Popular Mechanics.
Mit zwei laufenden Studien, in denen die „Unmöglichkeit“ des EmDrive rigoros getestet wurde, ist der umstrittene Antrieb, der seit mehr als zwei Jahrzehnten in Kreisen der Astro-Technik herrscht, nur noch wenige Monate von seinem Do-or-Die-Moment entfernt.
Der Antrieb geht weiter
Das ursprüngliche EmDrive, das 1998 von Roger Shawyer gebaut wurde, ist ein versiegeltes Kupferrohr, das an einem Ende breiter als am anderen ist. Laut Shawyer üben Mikrowellen, die im Rohr herumprallen, mehr Kraft in die eine als in die andere Richtung aus und erzeugen einen Nettostoß, ohne dass Treibmittel erforderlich sind (Unterdrückte Erfindungen: Freie Energie von Tesla, Bedini, Trombly und Co. – der Magnetmotor funktioniert, doch die Welt will ihn nicht haben (Videos)).
Nach konventioneller Physik sollte dies nicht passieren. Vereinfacht gesagt sollten geschlossene Systeme wie das vorgeschlagene EmDrive keinen Schub erzeugen. Mehrere Forschungsgruppen, darunter das Eagleworks der NASA (früher bekannt als Advanced Physics Propulsion Laboratory , das zur Erforschung neuer Technologien eingerichtet wurde) und ein Team von Xi’an in China, versuchten es und erzielten das gleiche Ergebnis, ein kleine aber eindeutige Nettokraft.
Kritiker glauben, dass die experimentellen Ergebnisse falsch sein müssen, während McCulloch glaubt, dass wir die Physik noch nicht verstehen.
McCulloch hat eine Theorie der quantisierten Trägheit (QI) entwickelt, die den Effekt erklärt und beschreibt, wie er bei der menschlichen Raumfahrt helfen kann. McCulloch hat in den letzten 18 Monaten viel Zeit damit verbracht, diese Theorie zu verfeinern und zu überprüfen, wie ihre Vorhersagen mit den Ergebnissen im Labor übereinstimmen.
Jose Luis Perez Diaz in Madrid, Spanien, und Martin Tajmar in Dresden führen die experimentelle Seite des Projekts durch. Tajmar bestätigt, dass er plant, im Februar 2021 zwei Artikel zu veröffentlichen, einen über die „normalen“ Mikrowellen-EmDrives und einen über die laserbasierten EmDrives. Auf der experimentellen Seite arbeitet Tajmar immer noch daran, jede mögliche Fehlerquelle zu beseitigen.
„Wir verbessern immer noch unsere Bilanzen und die Tests werden fortgesetzt“, sagt Tajmar. „Insbesondere arbeiten wir an einer weiteren Reduzierung der Wechselwirkungen von Magnetfeldern mit der Umwelt, was der Hauptnebeneffekt war, den wir in früheren Tests entdeckt haben.“
Auf die Frage, ob er eine alternative Erklärung für den offensichtlichen Schub haben könnte, der in früheren Tests beobachtet wurde, sagt Tajmar nur: „Warte auf die Papiere …“ (Freie Energie: Geheimnisse rund um Nikola Teslas Tod – Spekulation um die Konfiszierung von Dokumenten durch den FBI).
Geschichte in der Schleife
Eine von McCullochs Vorhersagen ist, dass Schub sowohl mit Licht als auch mit Mikrowellen erreicht werden kann. Diaz hat in Madrid Experimente durchgeführt, um diese Hypothese zu testen, indem er eine asymmetrische Schleife aus Lichtwellenleitern verwendete, die 2.000 Mal gewickelt wurde und die er als Photonenschleife bezeichnet.
Wie bei der Mikrowellenversion kommt es auf die Asymmetrie an. Ein Rennwagen erfährt unterschiedliche Kräfte, je nachdem, wie scharf eine Kurve ist, und laut QI tritt ein ähnlicher Effekt bei Licht auf, das Kurven unterschiedlicher Krümmung umrundet. Diaz fand heraus, dass das Durchleiten von Laserpulsen durch die Photonenschleife genügend Nettokraft erzeugt, um sie zu bewegen.
Nachdem Diaz dieses Gerät konstruiert und getestet hatte, schickte er es zur Überprüfung und genauen Messung des Schubes, der diesen Sommer durchgeführt wird, an Tajmars Labor in Dresden. McCulloch sagt, dass der Schub zwischen einer und vier Mikronewton zu liegen scheint – genau die Menge, die seine Theorie vorhersagt (Freie Energie: Die geheime Technologie, die die Welt verändern könnte).
Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass Lichtwellenleiter viel billiger und einfacher einzurichten und zu testen sind als Kupferhohlräume, die eine präzise Bearbeitung erfordern. Sobald das Design perfektioniert ist, sollte es Physiklabors auf der ganzen Welt möglich sein, ihre eigenen Photonenschleifen zu erstellen und den Effekt selbst zu sehen.
Die große Herausforderung besteht darin, ein so geringes Schubniveau genau zu messen, dass ein experimenteller Fehler die Ergebnisse dramatisch verzerren kann. McCulloch glaubt, dass dies in der nächsten Phase gelöst werden kann. Durch die Einspeisung der Schubgleichungen in die Optimierungssoftware hat McCulloch einen Antrieb entwickelt, der tausende Male effizienter ist als Shawyers Original. Dieses Design hat eine Reihe von Stacheln an einem Ende – McCulloch sagt, sie haben es den Bart Drive nach Bart Simpsons stacheligen Haaren genannt.
Das derzeitige Design berechnet einen Schub von etwa 0,012 Newton (entspricht dem Gewicht einer Büroklammer oder einer Rosine) für ein Kilowatt Leistung, ähnlich den Antrieben, die zum Manövrieren von Satelliten verwendet werden. Aber McCulloch glaubt, dass sie es zumindest um ein Vielfaches besser machen können und dass die Experimente dies beweisen werden (Blockaden gegen die Freie Energie: Tote, bedrohte und unterdrückte Wissenschaftler).
Verletzung der Physik
Ein funktionierendes EmDrive, das mehr Schub erzeugt als vorhandene Weltraumantriebe, wäre revolutionär, aber McCullouchs QI-Theorie ist keine akzeptierte Physik – nicht einmal im Ansatz.
Der Knackpunkt ist das Gesetz der Impulserhaltung, das besagt, dass der Impuls innerhalb eines geschlossenen Systems konstant bleibt. Aus diesem Grund können Sie sich nicht an Ihren „Booststraps“ hochziehen. Dieses Ergebnis ist im letzten Jahrhundert solide geblieben und wird von der überwiegenden Mehrheit der Wissenschaftler akzeptiert.
Aus diesem Grund nehmen die meisten Kritiker den EmDrive nicht ernst, und einige verspotten ihn mit Kommentaren zu „Magic Space Unicorns“ („Magische Weltraum Einhörner“), die Schub liefern, oder „EmDrive, eher wie BS Drive“ („EmDrive, eher wie Schwachsinn-Antrieb“) Das Gewicht der Wissenschaft ist auf ihrer Seite, und es wird etwas ziemlich Dramatisches erfordern, um sie zu verdrängen.
Brice Cassenti, Experte für fortschrittliche Antriebssysteme an der Universität von Connecticut, vertritt die allgemeine Ansicht, dass der EmDrive nicht plausibel erscheint, weil er gegen das Gesetz der Impulserhaltung verstößt.
„Nur die von der konischen Antenne emittierten elektromagnetischen Wellen können eine Impulsänderung bewirken, die eine Kraft erzeugen kann, und die Kraft ist mehrere Größenordnungen zu klein“, sagte Cassenti gegenüber Popular Mechanics. Er glaubt, dass die anhaltende Beliebtheit des EmDrive bei DARPA auf dem Versprechen beruht, das es was in Zukunft bietet.
„Viele begeisterte Menschen möchten glauben, dass es eine Methode ist, mit der man den Einschränkungen bekannter physikalischer Prinzipien für Weltraumantriebssysteme entkommen und die Menschheit für Reisen zu den Sternen öffnen kann“, sagt Cassenti.
Cassenti glaubt, dass es wichtig ist, neue und herausfordernde Konzepte zu erforschen, aber angesichts der unendlichen Vielfalt bevorzugt er solche mit der Unterstützung bekannter Physik.
„Meiner Meinung nach wird es immer besser sein, technische Anstrengungen in bestehende Wege zu investieren, die bekannten physikalischen Prinzipien entsprechen, und die Wissenschaft schrittweise auf neuen Wegen aufzubauen, die Ingenieure erkunden können“, sagt Cassenti.
Jeder kann spielen
Ob real oder nicht, DARPA sind nicht die einzigen, die an dieser Technologie arbeiten.
McCulloch spricht auch mit einem Konsortium in Kalifornien, das ein eigenes Horizon Drive-Experiment erstellt. Zu dieser Gruppe gehören die University of Southern California und eine Organisation, die er nur als „großes Luft- und Raumfahrtunternehmen“ bezeichnen darf. Ihr Ziel ist es, den Effekt „viszeral“ zu demonstrieren, damit im Gegensatz zur Mikroschubdemonstration jeder, der ihn sieht, daran glaubt. McCulloch sagt, dass die Ergebnisse diesen Monat veröffentlicht werden sollten.
Sogar die US-Marine hat sich in diesem Bereich versucht. Einer ihrer Forscher, Salvatore Cesar Pais, hat kürzlich ein Patent für einen Weltraumantrieb mit konischem Resonanzhohlraum und Mikrowellenemittern angemeldet, die dem EmDrive bemerkenswert ähnlich sind. Die Marine lehnte es ab, diese Arbeit zu diskutieren.
Es gibt auch andere Spieler. Chinesische Forscher der Northwestern Polytechnical University in Xi’an interessierten sich frühestens Anfang der 2000er Jahre für Shawyers Arbeit und veröffentlichten eine Reihe wissenschaftlicher Arbeiten, in denen ihre scheinbar raschen Fortschritte beschrieben wurden. Es gab eine Flut von Medien, die darauf hinwiesen, dass sie sich darauf vorbereiteten, ihre Erfindung im Weltraum im Jahr 2016 zu testen, aber seitdem ist alles still.
Die derzeitige Phase des DARPA-Projekts wird bis Mai 2021 fortgesetzt, und es ist möglich, dass das Projekt ausfällt, sofern keine konkreten Ergebnisse vorliegen. Nach zwei Jahrzehnten nähert sich das endgültige Urteil über den EmDrive schnell.
Literatur:
Welt am Limit: Elf Episoden, um sie um den Schlaf zu bringen
Freie Energie – Die Revolution des 21. Jahrhunderts
Das Freie-Energie-Handbuch: Eine Sammlung von Patenten und Informationen (Edition Neue Energien)
Video:
Quellen: PublicDomain/popularmechanics.com am 30.09.2020
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