號稱可以兩個半月登火星的EM發動機終於有人解釋了

「不可能」的無燃料引擎:10星期之內就能帶人類去火星

據國外媒體報道，提出多年的「相對性推進器」(EmDrive)被稱為「不可能的引擎」，而有些人認為它在10星期之內就能將人類送到火星，但幾乎沒有人能清楚解釋它到底是怎麼工作的。現在，這種只利用太陽能、藉助密閉腔室內微波的反彈提供推力的引擎已經進行了升級。

該引擎的發明者、英國科學家羅傑·索耶(Roger Shawyer)已經起草了一份新的專利報告，介紹了新版本的EmDrive引擎，包括一塊能使推力大大增強的超導板。在新的設計中，這塊平整的超導板位於引擎的一端，另一端是一塊形狀獨特的非超導板。超導板將最大限度減小多普勒頻移，使引擎的動力更加強大。平坦的設計也可以降低超導板的製造成本。

在許多人士看來，EmDrive的概念過於誇大其詞，而且設計上也與物理學定律相悖。不過，就在今年8月，美國航空航天局(NASA)的一個實驗室宣稱，他們已經對EmDrive的概念進行了研究，並準備在12月發表有關的研究結果。

NASA的「鷹工廠」實驗室致力於研究各種超前的推進方法

EmDrive引擎的概念是羅傑·索耶於2000年提出的。在此之後，已有4家獨立的實驗室(包括NASA的這家實驗室)做出了引擎的原型機。不過，這種神奇的引擎還是令許多科學家感到困惑，因為它看起來顯然違反了動量守恆定律。比如，火箭在加速上升時必須在反方向上存在一個相等的作用力——來自火箭內部燃料的燃燒所噴出的氣體。

根據目前的信息，NASA的「鷹工廠」(Eagleworks)團隊即將發表的研究結果將給物理學界帶來極大的震撼。Nasa Spaceflight論壇的一位用戶說：「我的理解是『鷹工廠』的新論文現在已經被一個同行評議的期刊接收了，它將在這個期刊上發表。」今年早些時候，「鷹工廠」團隊的一位成員證實，他們正在努力完成這項研究，有關EmDrive的論文正在接受同行評議，但這一過程會十分緩慢。

研究者指出，光子的互相干涉會使整體效應看起來像空無一物。這種情況就像兩股水波運動到一起，在某個時間，一個水波的波峰剛好與另一個水波的波谷重疊，於是便相互抵消了。

EmDrive引擎的概念其實很簡單，就是通過微波在一個密閉容器里的反彈來為太空飛行器提供推力。

在今年早些時候發表於《美國物理聯合會進展》(AIP Advances)的一篇文章中，研究者指出EmDrive與其他火箭一樣也會產生排放物。「EmDrive的工作原理和其他任何火箭是一樣的，」論文第一作者、芬蘭赫爾辛基大學的物理學教授阿爾托·安尼拉(Arto Annila)說，「它的燃料就是以微波波長輸入的光子。」

研究者指出，光子的互相干涉會使整體效應看起來像空無一物。「在引擎腔室內，輸入的光子會來回反彈，其中一些光子會不可避免地受到完全乾涉，而互相干涉的兩個光子將發生180度的狀態改變，」阿爾托·安尼拉說，「在完全乾涉的情況下，兩個光子的電磁場會消失，而它們自身還會繼續移動。」

一個EmDrive引擎原型機。有些人認為該引擎可以讓飛行器在10周內就能到達火星，但更多人認為該系統違反了物理學定律。

EmDrive引擎技術被戲稱為「曲速引擎」——源自《星際迷航》系列的神奇引擎。

該引擎的發明者、英國科學家羅傑·索耶(Roger Shawyer)已經起草了一份新的專利報告，介紹了新版本的EmDrive引擎，包括一塊能使推力大大增強的超導板。

這種情況就像兩股水波運動到一起，在某個時間，一個水波的波峰剛好與另一個水波的波谷重疊，於是便相互抵消了。水並不會消失，它還在那兒。同樣的道理，這對光子也依然存在並攜帶著動量，只是它們不能再被視為光波了。

「這對沒有凈電磁場的光子會從引擎室中逃逸出來，」安尼拉說，「這些成對光子的流出便是EmDrive的排放物。當腔室形狀不對稱時，比如是逐漸變細的圓錐形，那成對光子的流出就會變得不均勻。因此，這些成對光子的動量損失也是不均勻的。換句話說，推力並不為零。」

安尼拉等人的理論表明，EmDrive產生的反作用推力是存在的，但無法被看到。安尼拉稱，這些光子在理論上可以用干涉儀——探測引力波時採用的儀器——探測到。「我的直覺是探測到如此微小的額外能量密度將會非常困難，特別是在穩定操作EmDrive的時候，」他說，「但我們關於引擎排放物的理論在設計引擎室時將會很有用處，可以讓成對的光子以更合適的方向流出，從而產生更多的推力。」

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