EmDrive — это концепция двигателя малой тяги для космического корабля , впервые описанная в 2001 году. [2] [3] [4] [5] Предполагается, что он создает тягу путем отражения микроволн внутри устройства таким образом, что это нарушает закон сохранения импульса и другие законы физики . [6] [7] [8] [9] [10] Эту концепцию иногда называют двигателем с резонансной полостью . [11] [12]
Официального дизайна этого устройства нет. Ни один из тех, кто утверждает, что изобрел его, не дал объяснений того, как оно может работать как двигатель или какие элементы его определяют, что затрудняет окончательный вывод о том, является ли данный объект примером EmDrive. Однако за прошедшие годы были построены и испытаны прототипы, основанные на его публичных описаниях.
В 2016 году группа Гарольда Уайта в НАСА наблюдала небольшую кажущуюся тягу в ходе одного из таких испытаний, [13] однако последующие исследования показали, что это была ошибка измерения, вызванная тепловыми градиентами. [14] [15] В 2021 году группа Мартина Таймара в Дрезденском технологическом университете повторила испытание Уайта, наблюдая кажущиеся тяги, аналогичные тем, которые были измерены командой НАСА, а затем заставила их снова исчезнуть при измерении с использованием точечной подвески. [1]
Ни один другой опубликованный эксперимент не измерял кажущуюся тягу больше, чем погрешность эксперимента. [16] Группа Таджмара опубликовала три статьи в 2021 году, утверждая, что все опубликованные результаты, показывающие тягу, были ложноположительными, объясняя каждый из них внешними силами. Они пришли к выводу: «Наши измерения опровергают все заявления EmDrive по крайней мере на 3 порядка величины». [1]
Ракетные двигатели работают, выталкивая топливо , которое действует как реактивная масса и создает тягу в соответствии с третьим законом движения Ньютона . Все конструкции электромагнитного двигателя работают по принципу реактивной массы. Гипотетический двигатель, который не выталкивает топливо для создания реактивной силы , обеспечивая тягу, будучи замкнутой системой без внешнего взаимодействия, был бы безреакционным двигателем , нарушая закон сохранения импульса и третий закон Ньютона . [17] Утверждения о том, что двигатель является безреакционным, физики обычно считают лженаукой . [13]
Первая конструкция резонансного полостного двигателя, претендующего на роль безреактивного привода, была разработана Роджером Шоером в 2001 году. Он назвал свою коническую конструкцию «EmDrive» и утверждал, что она создает тягу в направлении основания конуса. Гвидо Фетта позже построил «Cannae Drive», частично основанный на концепции Шоера [18] [17], используя полость в форме дот-бокса.
С 2008 года несколько физиков тестировали свои собственные модели, пытаясь воспроизвести результаты, заявленные Шойером и Феттой. Хуан Ян из Северо-Западного политехнического университета в Сиане (NWPU) не смог воспроизводимо измерить тягу своих моделей в течение 4 лет. [19] [20] [21] В 2016 году группа Гарольда Уайта из Лаборатории физики передовых двигателей НАСА сообщила в журнале Journal of Propulsion and Power , что испытание их собственной модели обнаружило небольшую тягу. [22] В конце 2016 года Юэ Чэнь из отдела спутников связи Китайской академии космических технологий (CAST) сказал, что его команда протестировала прототипы и проведет испытания на орбите, чтобы определить, смогут ли они наблюдать тягу. [23] [24] [25] [26] [27] Группа Мартина Таймара в Дрезденском технологическом университете начала испытания прототипов в 2015 году и к 2021 году пришла к выводу, что наблюдения за тягой были ложноположительными, сообщив в CEAS Space Journal, что они опровергли все заявления EmDrive «по крайней мере на 3 порядка величины». [1] [28]
Освещение в СМИ экспериментов с использованием этих конструкций было поляризованным. EmDrive впервые привлек внимание, как доверчивое, так и пренебрежительное, когда New Scientist написал о нем как о «невозможном» приводе в 2006 году. [29] Позднее СМИ подверглись критике за вводящие в заблуждение утверждения о том, что резонансный полостной двигатель был «подтвержден NASA» [30] после первых предварительных отчетов об испытаниях Уайта в 2014 году. [31] Ученые продолжают отмечать отсутствие беспристрастного освещения. [32]
В 2006 году, отвечая на статью в New Scientist , математический физик Джон С. Баез из Калифорнийского университета в Риверсайде и австралийский писатель-фантаст Грег Иган заявили, что положительные результаты, о которых сообщил Шойер, вероятно, были неверными толкованиями экспериментальных ошибок. [33]
В 2014 году в первой статье Уайта на конференции было высказано предположение, что двигатели с резонансной полостью могут работать, передавая импульс «квантовой вакуумной виртуальной плазме» — новый термин, который он придумал. [6] Баэз и Кэрролл раскритиковали это объяснение, потому что в стандартном описании вакуумных флуктуаций виртуальные частицы не ведут себя как плазма; Кэрролл также отметил, что квантовый вакуум не имеет «системы покоя», не предоставляя ничего, от чего можно было бы отталкиваться, поэтому его нельзя использовать для движения. [2] [34] Точно так же физики Джеймс Ф. Вудворд и Хайди Фирн опубликовали две статьи, показывающие, что виртуальные пары электрон − позитрон квантового вакуума, обсуждаемые Уайтом как потенциальное виртуальное плазменное топливо, не могут объяснить тягу в любой изолированной замкнутой электромагнитной системе, такой как квантовый вакуумный двигатель . [3] [35]
В 2015 году физики Эрик В. Дэвис из Института перспективных исследований в Остине и Шон М. Кэрролл из Калифорнийского технологического института пришли к выводу, что измерения тяги, представленные в работах как Таджмара , так и Уайта, указывают на ошибки теплового эффекта. [36]
В мае 2018 года исследователи из Института аэрокосмической техники Технического университета Дрездена ( Германия ) пришли к выводу, что доминирующий эффект, лежащий в основе кажущейся тяги, можно четко идентифицировать как артефакт, вызванный взаимодействием магнитного поля Земли с силовыми кабелями в камере, с этим результатом согласны и другие эксперты. [37] [38] [14]
В марте 2021 года группа Таджмара опубликовала окончательный анализ своих прошлых экспериментов и экспериментов других, показав, что все можно объяснить и воспроизвести с помощью внешних сил, опровергнув все утверждения об EmDrive.
Когда мощность поступает в EmDrive, двигатель нагревается. Это также приводит к деформации крепежных элементов на весах, заставляя весы перемещаться в новую нулевую точку. Мы смогли предотвратить это в улучшенной конструкции. Наши измерения опровергают все заявления EmDrive как минимум на 3 порядка. [1]
В 2001 году Шойер основал Satellite Propulsion Research Ltd для работы над EmDrive, который, по его словам, использовал резонансную полость для создания тяги без топлива. Компания была поддержана грантом SMART от Министерства торговли и промышленности Великобритании . [17] [39] В декабре 2002 года он в общих чертах описал прототип, который, как он утверждал, создавал тягу в 0,02 ньютона (0,072 унции ) с питанием от 850-ваттного резонаторного магнетрона . Устройство могло работать всего несколько десятков секунд, прежде чем магнетрон выходил из строя из-за перегрева. [40] Подробности никогда не публиковались и не воспроизводились.
В октябре 2006 года Шойер заявил, что провел испытания нового прототипа с водяным охлаждением и увеличенной тягой. [41] Он сообщил о планах подготовить устройство к использованию в космосе к маю 2009 года и сделать резонансную полость сверхпроводником, [41] но ни то, ни другое не было реализовано.
Журнал New Scientist [4] разместил EmDrive на обложке выпуска от 8 сентября 2006 года. В статье устройство изображалось как правдоподобное и подчеркивались аргументы тех, кто придерживался этой точки зрения. Иган , популярный автор научной фантастики , распространил публичное письмо, в котором утверждалось, что «сенсационность и отсутствие базовых знаний у его авторов» сделали освещение журнала ненадежным, достаточным, чтобы «представлять реальную угрозу общественному пониманию науки». В частности, Иган сказал, что он был «ошеломлен уровнем научной безграмотности» в освещении журнала, утверждая, что журнал использовал «бессмысленную двусмысленность», чтобы запутать проблему сохранения импульса. Письмо было одобрено Баэзом и опубликовано в его блоге. [33] [2] Редактор New Scientist Джереми Уэбб ответил критикам:
Справедливо, что New Scientist не разъяснил достаточно ясно, насколько противоречив двигатель Роджера Шойера. Нам следовало бы более ясно указать, где он явно противоречит законам природы, и сообщить, что несколько физиков отказались комментировать устройство, потому что посчитали его слишком спорным ... Самое замечательное, что идеи Шойера поддаются проверке. Если ему удастся запустить свою машину в космос, мы довольно скоро узнаем, является ли это новаторским устройством или просто полетом фантазии. [29]
New Scientist также опубликовал письмо бывшего технического директора EADS Astrium :
Я рассмотрел работу Роджера и пришел к выводу, что и теория, и эксперимент были фатально ошибочными. Роджеру сообщили, что компания не заинтересована в устройстве, не желает добиваться патентного покрытия и фактически не желает быть связанной с ним каким-либо образом. [42]
Письмо физика Пола Фридлендера:
Когда я это прочитал, я, как и тысячи других физиков, которые это прочтут, сразу понял, что это невозможно, как описано. Физики обучены использовать определенные фундаментальные принципы для анализа проблемы, и это утверждение явно пренебрегает одним из них ... Двигатель Шоера так же невозможен, как и вечное движение. Релятивистское сохранение импульса было понято в течение столетия и гласит, что если из устройства Шоера ничего не выходит, то его центр масс не будет ускоряться. Вероятно, Шоер где-то использовал приближение в своих расчетах, которое было бы разумным, если бы он затем не умножил результат на 50 000. Причина, по которой физики ценят такие принципы, как сохранение импульса, заключается в том, что они действуют как проверка реальности против ошибок такого рода. [43]
В 2007 году Министерство торговли и промышленности Великобритании предоставило SPR лицензию на экспорт компании Boeing в США. [44] По словам Шоера, в декабре 2008 года его пригласили выступить с докладом по EmDrive, а в 2009 году Boeing выразила заинтересованность в этом, [45] после чего он заявил, что SPR построила двигатель, который производил 18 граммов тяги, и отправила его в Boeing. Boeing не лицензировала технологию, и общение прекратилось. [46] В 2012 году представитель Boeing подтвердил, что Boeing Phantom Works исследовала экзотические формы космического движения, включая двигатель Шоера, но позже такие работы прекратились. Они подтвердили, что «Phantom Works не работает с г-ном Шоером» и не занимается этими исследованиями. [18]
В 2014 году Шойер представил идеи для «второго поколения» конструкций и приложений EmDrive на ежегодном Международном астронавтическом конгрессе . Статья, основанная на его презентации, была опубликована в Acta Astronautica в 2015 году. [47] Хотя функциональный прототип привода первого поколения еще не был создан, в нем описывалась модель сверхпроводящей резонансной полости и три модели двигателей с несколькими полостями.
В 2016 году Шойер подал дополнительные патенты [48] [49] и запустил новую компанию Universal Propulsion Ltd. как совместное предприятие с Gilo Industries Group , небольшой британской аэрокосмической компанией. [46]
Cannae Drive (ранее Q-drive) [50] — еще одна реализация этой идеи с относительно плоской полостью, а не усеченным конусом. Он был разработан Гвидо Феттой в 2006 году и продвигался в США через его компанию Cannae LLC с 2011 года. [50] [51] [52] [53] [54] В 2016 году Фетта объявил о планах по запуску спутника CubeSat , содержащего версию Cannae Drive, которая будет работать в течение 6 месяцев, чтобы наблюдать, как она функционирует в космосе. [55] Дальнейшие действия не были опубликованы.
В Китае исследователи, работающие под руководством Янга в NWPU, построили двигатель с резонансной полостью в 2008 году и испытывали его в течение нескольких лет. В отчете за 2012 год утверждалось, что они наблюдали тягу, но в 2014 году они обнаружили, что это была экспериментальная ошибка. Второй, улучшенный прототип не дал никакой измеренной тяги. [18] [56] [57]
В Китайской академии космических технологий Юэ Чэнь подал несколько патентных заявок в 2016 году, описывающих различные конструкции двигателей с резонансной полостью радиочастоты (РЧ). Они включали метод укладки нескольких коротких резонансных полостей для улучшения тяги [58] и конструкцию с полостью, которая была полуцилиндром вместо усеченной. [59] В декабре того же года Чэнь объявил, что CAST проведет испытания двигателя с резонансной полостью на орбите [60] , не уточнив, какая конструкция была использована. В интервью на CCTV в сентябре 2017 года Чэнь показал некоторые испытания плоского цилиндрического устройства, соответствующего патенту, описывающему уложенные друг на друга короткие полости с внутренними диафрагмами. [61] [58]
Все предлагаемые теории о том, как работает EmDrive, нарушают закон сохранения импульса , который гласит, что любое взаимодействие не может иметь результирующую силу; следствием сохранения импульса является третий закон Ньютона, где для каждого действия есть равная и противоположная реакция. [13] Кроме того, поскольку сила·скорость = мощность, любое такое устройство нарушило бы закон сохранения энергии при движении с достаточно высокой скоростью. Закон сохранения импульса является симметрией природы . [62]
Часто цитируемый пример кажущегося несохранения импульса — эффект Казимира ; [63] в стандартном случае, когда две параллельные пластины притягиваются друг к другу. Однако пластины движутся в противоположных направлениях, поэтому из вакуума не извлекается чистый импульс, и, более того, в систему должна быть введена энергия, чтобы снова разъединить пластины. [64]
Предполагая, что электрические и магнитные поля однородны, EmDrive или любое другое устройство не сможет извлечь чистый импульс из классического или квантового вакуума . [64] Извлечение чистого импульса «из ничего» [65] [66] было постулировано в неоднородном вакууме, но это остается весьма спорным, поскольку нарушает лоренц-инвариантность . [64]
Теории Гарольда Уайта [67] [68] [69] [63] и Майка Маккалока [70] о том, как может работать EmDrive, основаны на этих асимметричных или динамических эффектах Казимира . Однако, если эти вакуумные силы присутствуют, они, как ожидается, будут исключительно крошечными на основе нашего текущего понимания, слишком малыми, чтобы объяснить уровень наблюдаемой тяги. [64] [71] [72] В случае, если наблюдаемая тяга не является следствием экспериментальной ошибки, положительный результат может указывать на новую физику. [73] [74]
В 2004 году Шойер утверждал, что получил семь независимых положительных отзывов от экспертов из BAE Systems , EADS Astrium , Siemens и IEE . [75] Технический директор EADS Astrium (бывший работодатель Шойера) отрицал это в самых решительных выражениях, заявив:
Я рассмотрел работу Роджера и пришел к выводу, что и теория, и эксперимент были фатально ошибочными. Роджеру сообщили, что компания не заинтересована в устройстве, не желает добиваться патентного покрытия и фактически не желает быть связанной с ним каким-либо образом. [42]
Ни один из других предполагаемых независимых экспертов не опубликовал публично положительный отзыв.
В 2011 году Фетта испытал сверхпроводящую версию двигателя Канна, подвешенную внутри сосуда Дьюара , заполненного жидким гелием , но результаты оказались неоднозначными.
Ни один из этих результатов не был опубликован в научной литературе, воспроизведен независимыми исследователями или последовательно воспроизведен изобретателями. В нескольких случаях подробности были опубликованы на некоторое время на веб-сайтах изобретателей, но по состоянию на 2019 год таких документов в сети не осталось. [76]
В 2015 году Шойер опубликовал статью в Acta Astronautica , в которой суммировал семь существующих испытаний EmDrive. Из них четыре производили измеренную силу в предполагаемом направлении, три производили тягу в противоположном направлении, а в одном испытании тягу можно было производить в любом направлении, изменяя константы пружины в измерительном аппарате. [77]
В 2008 году группа китайских исследователей под руководством Хуана Яна (杨涓), профессора теории движения и инженерии аэронавтики и астронавтики в Северо-Западном политехническом университете (NWPU) в Сиане , Китай , заявила, что они разработали обоснованную электромагнитную теорию, лежащую в основе микроволнового резонансного полостного двигателя. [19] [78] Демонстрационная версия привода была построена и испытана с различными формами полостей и на более высоких уровнях мощности в 2010 году. Используя испытательный стенд для аэрокосмических двигателей, обычно используемый для точного испытания двигателей космических аппаратов, таких как ионные двигатели , [17] [56] [57] они сообщили о максимальной тяге 720 мН при входной мощности 2500 Вт. [57] Ян отметила, что ее результаты были предварительными, и сказала, что она «[не] могла обсуждать свою работу, пока не будут опубликованы дополнительные результаты». [17]
В последующем эксперименте 2014 года (опубликованном в 2016 году) Ян не смог воспроизвести наблюдение 2010 года и предположил, что это произошло из-за экспериментальной ошибки. [20] Они усовершенствовали свою экспериментальную установку, используя трехпроводной крутильный маятник для измерения тяги, и протестировали две различные силовые установки. Они пришли к выводу, что не смогли измерить значительную тягу; что «тяга», измеренная при использовании внешних источников энергии (как в их эксперименте 2010 года), может быть шумом; и что важно использовать автономные системы питания для этих экспериментов и более чувствительные маятники с меньшей крутильной жесткостью . [20]
С 2011 года Уайт руководил группой в NASA, известной как Advanced Propulsion Physics Laboratory или Eagleworks Laboratories, которая занималась изучением экзотических концепций движения. [79] Группа исследовала идеи для широкого спектра непроверенных и нестандартных предложений , включая двигатели Алькубьерре , двигатели, взаимодействующие с квантовым вакуумом , и двигатели с резонансной полостью RF. В 2014 году группа начала тестировать двигатели с резонансной полостью, а в ноябре 2016 года они опубликовали рецензируемую статью по этой работе в журнале Journal of Propulsion and Power . [22] [80] [81]
В июле 2014 года Уайт сообщил о предварительных положительных результатах оценки конической резонансной полости RF. [6] Их первые испытания этой конической полости проводились при очень низкой мощности (2% от эксперимента Шойера 2002 года). Чистая средняя тяга за пять запусков составила 91,2 мкН при входной мощности 17 Вт. [6] Эксперимент критиковали за его низкую мощность, небольшой набор данных и за то, что он не проводился в вакууме, чтобы исключить тепловые потоки воздуха.
Группа объявила о плане модернизации своего оборудования до более высоких уровней мощности и использования испытательной платформы, подлежащей независимой проверке и валидации в одном или нескольких крупных исследовательских центрах. [6] [82] Этого не произошло. [83]
Позже они провели эксперименты в вакууме при входной мощности 40-80 Вт, опубликовав результаты в 2016 году в журнале Journal of Propulsion and Power под названием «Измерение импульсной тяги из закрытой радиочастотной полости в вакууме». [22] [80] [81] В исследовании говорится, что их система «постоянно работает с отношением тяги к мощности 1,2 ± 0,1 мН/кВт», но также перечислено множество потенциальных источников ошибок. [22] Это была первая подобная статья, опубликованная в рецензируемом журнале, однако эксперимент снова подвергся критике за небольшой набор данных и отсутствие подробностей об экспериментальной установке, которая снова не была независимо подтверждена. [13] [84] [85]
В июле 2015 года группа аэрокосмических исследований в Дрезденском технологическом университете (TUD) под руководством Мартина Таймара сообщила о результатах оценки конической резонансной полости RF, аналогичной EmDrive. [86] Сначала испытания проводились на балансирных весах с ножевым краем , способных определять силу на уровне микроньютонов, на антивибрационном гранитном столе при давлении окружающего воздуха; затем на крутильном маятнике с разрешением по силе 0,1 мН внутри вакуумной камеры при давлении окружающего воздуха и в жестком вакууме при 400 мкПа (4 × 10−6 мбар ) .
Они использовали обычный ISM-диапазон 2,45 ГГц 700 Вт печной магнетрон и небольшую полость с низким Q-фактором (20 в вакуумных испытаниях). Они наблюдали небольшие положительные тяги в положительном направлении и отрицательные тяги в отрицательном направлении, около 20 мкН в жестком вакууме. Однако, когда они вращали полость вверх как «нулевую» конфигурацию, они наблюдали аномальную тягу в сотни микроньютонов, намного больше ожидаемого результата нулевой тяги. Это указывало на сильный источник шума, который они не могли идентифицировать. Это привело их к выводу, что они не могут подтвердить или опровергнуть заявления об устройстве.
В 2018 году они опубликовали результаты усовершенствованного испытательного стенда, которые показали, что их измеренная тяга была результатом экспериментальной ошибки из-за недостаточно экранированных компонентов, взаимодействующих с магнитным полем Земли. [87] В новых экспериментах они измерили значения тяги, соответствующие предыдущим экспериментам, и снова измерили тягу, перпендикулярную ожидаемому направлению, когда двигатель был повернут на 90°. Более того, они не измерили уменьшение тяги, когда использовался аттенюатор для уменьшения мощности, которая фактически поступала в резонансную полость, в 10 000 раз, что, по их словам, «ясно указывает на то, что «тяга» исходит не от EMDrive, а от некоторого электромагнитного взаимодействия». Они пришли к выводу, что «магнитное взаимодействие от недостаточно экранированных кабелей или двигателей является основным фактором, который необходимо учитывать для надлежащих измерений тяги мкН для такого типа устройств», и они запланировали проведение будущих испытаний на более высокой мощности и на разных частотах, а также с улучшенным экранированием и геометрией полости. [88] [87]
В 2021 году они снова пересмотрели эти эксперименты и провели более точные испытания. Они с высокой уверенностью сообщили, что ранее измеренные силы можно было полностью объяснить экспериментальной ошибкой, и что не было никаких доказательств какой-либо измеримой тяги, если эти ошибки были приняты во внимание. [89] [90] [15] Они смогли провести эксперимент и не показать тяги ни в одном направлении, а также повторно ввести предыдущие источники экспериментальной ошибки, чтобы повторить более ранние результаты. Они также повторили установку Уайта, показав, что тепловые эффекты могут повторить кажущуюся тягу, которую наблюдала его команда, и что эта тяга исчезала при измерении с более точной подвеской. Затем они опубликовали еще две статьи, показывающие аналогичные отрицательные результаты для лазерного варианта LemDrive и двигателя Маха-эффекта Вудворда . [91] [92]
В августе 2016 года Cannae объявила о планах запустить свой двигатель на кубсат 6U , который они будут эксплуатировать в течение 6 месяцев, чтобы наблюдать, как он функционирует в космосе. Cannae сформировала компанию Theseus для этого предприятия и объединилась с LAI International и SpaceQuest Ltd. для запуска спутника. По состоянию на 2022 год дата запуска еще не объявлена. [55]
В декабре 2016 года Юэ Чэнь сообщил репортеру China's Science and Technology Daily , что его команда будет тестировать EmDrive на орбите. Чэнь утверждал, что тяга их прототипа была на уровне «микроньютонов-миллиньютонов», и ее необходимо было бы масштабировать по крайней мере до 100–1000 миллиньютонов для получения убедительных экспериментальных результатов. Несмотря на это, он сказал, что его целью было проверить привод, если это возможно, и сделать такую технологию доступной для спутниковой инженерии «как можно быстрее». [93] [94] [95] [96] [60] После 2017 года никаких дальнейших обновлений не объявлялось.
11 ноября 2023 года спутник BARRY-1, кубсат 3U , был запущен в рамках миссии SpaceX Transporter 9 Rideshare . Основной целью BARRY-1, произведенного Rogue Space Systems, является тестирование аппаратного и программного обеспечения компании с будущей целью предложения услуг размещенной полезной нагрузки . Rogue Space Systems объявила, что спутник оснащен «экспериментальной двигательной системой», называемой «квантовым двигателем», разработанной IVO Limited.
Программа испытаний спутника включает 60-дневный период покоя после запуска для стабилизации его орбиты с учетом начальных возмущений, таких как выделение газа . Впоследствии планируется активировать экспериментальный двигатель, а его эффекты можно будет наблюдать через общедоступные службы спутникового слежения. [97]
По состоянию на 16 января 2024 года [обновлять]Ричард Мэнселл, создатель квантового двигателя, заявил, что начальные операции Barry-1 занимают больше времени, чем ожидалось, и нет установленной даты активации двигателя, которая будет ждать завершения основной миссии спутника. [98] Независимый анализ данных TLE спутника указывает на постепенное снижение его орбитальной высоты. [99]
9 февраля 2024 года Rogue Space Systems объявила о завершении миссии в связи с потерей связи с BARRY-1. Для Rogue эта миссия была в основном охарактеризована как успешная, однако из-за «продолжающихся проблем с энергосистемой» экспериментальный двигатель, предоставленный IVO, так и не был испытан в космосе. По словам генерального директора Rogue, компания обсуждает возможность включения новой полезной нагрузки от IVO в будущий запуск. [100]
Самый сильный ранний результат, полученный группой Янга в Китае, позже был объявлен результатом экспериментальной ошибки. [20] Таджмар опубликовал объяснение того, как все сообщения о кажущейся тяге могли быть вызваны исключительно неспособностью учесть все источники ошибок или шума.
Экспериментальные ошибки при испытании прототипов обычно делятся на четыре категории [101]
Другими потенциальными источниками ошибок являются предвзятость подтверждения и предвзятость публикации (отбрасывание отрицательных результатов).
Самое простое и наиболее вероятное объяснение заключается в том, что любая обнаруженная тяга вызвана экспериментальной ошибкой или шумом. Во всех поставленных экспериментах очень большое количество энергии уходит на создание крошечного количества тяги. При попытке измерить слабый сигнал, наложенный на сильный сигнал, шум от сильного сигнала может скрыть слабый сигнал и дать неверные результаты.
Считается, что наибольший источник ошибок возникает из-за теплового расширения теплоотвода двигателя ; поскольку он расширяется, это приводит к изменению центра тяжести, что приводит к перемещению резонансной полости. Команда Уайта попыталась смоделировать тепловой эффект на общее смещение, используя суперпозицию смещений, вызванных «тепловыми эффектами» и «импульсной тягой», при этом Уайт сказал: «Это было то, над чем мы работали усерднее всего, чтобы понять и поместить в коробку». Несмотря на эти усилия, команда Уайта не смогла полностью учесть тепловое расширение. В интервью Aerospace America Уайт комментирует, что «хотя, возможно, мы немного зачеркнули карандашом [тепловые ошибки]... они, безусловно, не перечеркнуты черным маркером». [102]
Их метод учета тепловых эффектов подвергся критике со стороны Миллиса и Дэвиса, которые подчеркнули, что не хватает как математических, так и эмпирических подробностей для обоснования предположений об этих эффектах. Например, они не предоставляют данные об измерении температуры с течением времени по сравнению со смещением устройства. Статья включает графическую диаграмму, но она основана на априорных предположениях о том, какими должны быть формы «импульсной тяги» и «тепловых эффектов», и как эти сигналы будут накладываться. Модель также предполагает, что весь шум является тепловым, и не включает другие эффекты, такие как взаимодействие со стенкой камеры, силы силового кабеля и наклон. Поскольку статья Eagleworks не содержит явной модели для тяги для сравнения с наблюдениями, она в конечном итоге субъективна, и ее данные можно интерпретировать более чем одним способом. Таким образом, тест Eagleworks не показывает окончательно эффект тяги, но и не может его исключить. [73]
Уайт предположил, что будущие эксперименты могут проводиться на балансе Кавендиша . В такой установке двигатель может вращаться на гораздо большие угловые смещения, позволяя тяге (если она присутствует) доминировать над любыми возможными тепловыми эффектами. Тестирование устройства в космосе также устранит проблему центра тяжести. Команда Таджмара позже использовала такую установку, чтобы показать, что все прошлые результаты были артефактами тепловых эффектов. [102]
В этих экспериментах использовались относительно большие электромагнитные входы для создания небольших количеств тяги. В результате электромагнитные взаимодействия между силовыми проводами, между силовыми линиями и окружающими магнитными полями или между аппаратом и стенками испытательной камеры могли иметь значительные эффекты.
В 2016 году Ян сообщил, что взаимодействие с магнитным полем Земли вызвало довольно большую кажущуюся тягу в своей статье 2012 года. Таджмар искал потенциальные взаимодействия сил Лоренца между силовыми проводами, пытаясь повторить экспериментальную установку Уайта. Другим источником ошибки могло быть электромагнитное взаимодействие со стенками вакуумной камеры. [102] Уайт утверждал, что любое взаимодействие со стенкой может быть только результатом хорошо сформированной резонансной связи между устройством и стенкой, и что используемая высокая частота подразумевает, что вероятность этого будет сильно зависеть от геометрии устройства. По мере того, как компоненты нагреваются из-за теплового расширения, геометрия устройства изменяется, смещая резонанс полости. Чтобы противостоять этому эффекту и поддерживать систему в оптимальных резонансных условиях, Уайт использовал систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Их анализ предполагал, что использование ФАПЧ исключает значительное электромагнитное взаимодействие со стенкой. [22]
56m:21s Эта тестовая статья пытается точнее установить требования, требуемые математикой – работающей с отрицательной энергией вакуума – силой Казимира.