stringtranslate.com

Прорывная программа по физике движения

Проект Breakthrough Propulsion Physics Project ( BPP ) был исследовательским проектом, финансируемым NASA с 1996 по 2002 год для изучения различных предложений по революционным методам движения космических аппаратов , которые требовали прорывов в физике, прежде чем их можно было реализовать. [1] [2] Проект завершился в 2002 году, когда была реорганизована Программа перспективных космических перевозок и все спекулятивные исследования (ниже уровня готовности технологий 3) были отменены. [2] За шесть лет оперативного финансирования эта программа получила общие инвестиции в размере 1,2 миллиона долларов.

Проект Breakthrough Propulsion Physics был направлен на ряд «постепенных и доступных» исследовательских вопросов, направленных на достижение общей цели — бестопливного движения, сверхбыстрого перемещения и прорывных методов движения. [3] Он отобрал и профинансировал пять внешних проектов, две внутренние задачи и один небольшой грант. [2] В конце проекта выводы по четырнадцати темам, включая эти финансируемые проекты, были обобщены руководителем программы Марком Г. Миллисом. [1] Из них шесть исследовательских направлений были признаны нежизнеспособными, четыре были определены как возможности для продолжения исследований, а четыре остались нерешенными. [1] [3]

Нежизнеспособные подходы

В ходе одного из внутренних экспериментов была протестирована антенна двигателя Шлихера, которая, по заявлению Шлихера [4], создавала тягу. Никакой тяги не наблюдалось. [2] [5]

В другом эксперименте изучался механизм экранирования гравитации, заявленный Подклетновым и Ниеминеном. [2] [6] Экспериментальное исследование BPPP [7] и другие эксперименты [8] не обнаружили никаких доказательств эффекта. [1]

Исследования квантового туннелирования спонсировались BPPP. Был сделан вывод, что это не механизм для сверхсветовых путешествий. [1] [2]

Другие подходы, отнесенные к категории нежизнеспособных, включают колебательные двигатели и гироскопическую антигравитацию, антигравитационные катушки Хупера и корональные вентиляторы. [1]

Нерешенные подходы

Было проведено теоретическое исследование дополнительных уровней атомной энергии (глубоких уровней Дирака). Некоторые состояния были исключены, но проблема осталась нерешенной. [2]

Эксперименты проверяли теорию Вудворда [ 9] [ 10] о создании переходной инерции электромагнитными полями. Небольшой эффект не был подтвержден. Вудворд продолжал совершенствовать эксперименты и теорию. Независимые эксперименты [11] также остались безрезультатными. [1] [2]

Возможный эффект, подобный торсионному, в связи между электромагнетизмом и пространством-временем, [12] который в конечном итоге может быть полезен для движения, искали в экспериментах. Эксперименты оказались недостаточными для решения этого вопроса. [2]

Другие теории, перечисленные в окончательной оценке Миллиса как неразрешенные, — это электромагнитный импульс Абрахама–Минковского , интерпретирующий эффекты инерции и гравитации квантового вакуума, а также силовой луч Подклетнова. [1]

Космические двигатели

Одной из восьми задач, финансируемых программой BPP, было определение стратегии в отношении космических двигателей. [2]

В качестве мотивации в начале проекта были описаны семь примеров гипотетических космических двигателей. [1] К ним относятся: привод тангажа на основе гравитации, привод смещения, дизъюнктивный привод и диаметральный привод; привод Алькубьерре ; и дифференциальный парус на основе вакуумной энергии. [13]

Затем проект рассмотрел механизмы, лежащие в основе этих двигателей. В конце проекта были определены три механизма в качестве областей для будущих исследований. Один из них рассматривает возможность реактивной массы в, казалось бы, пустом пространстве, например, в темной материи , темной энергии или энергии нулевой точки . Другой подход заключается в пересмотре принципа Маха и евклидова пространства . Третьим направлением исследований, которое в конечном итоге может оказаться полезным для движения космических аппаратов, является соединение фундаментальных сил на субатомных масштабах. [1]

Эксперименты с квантовой энергией вакуума

Одной из тем исследований было использование поля энергии нулевой точки . Поскольку принцип неопределенности Гейзенберга подразумевает, что не существует такого понятия, как точное количество энергии в точном месте, известно, что флуктуации вакуума приводят к заметным эффектам, таким как эффект Казимира . Дифференциальный парус — это спекулятивный привод, основанный на возможности создания различий в давлении флуктуаций вакуума по обе стороны от парусоподобной структуры — при этом давление каким-то образом уменьшается на передней поверхности паруса, но толкает как обычно на задней поверхности — и таким образом двигает транспортное средство вперед. [2] [13] [14]

Эффект Казимира был исследован экспериментально и аналитически в рамках проекта Breakthrough Propulsion Physics. Он включал в себя создание микроэлектромеханических (MEM) прямоугольных полостей Казимира. [3] [15] Теоретическая работа показала, что эффект может быть использован для создания чистых сил, хотя силы будут чрезвычайно малы. [1] [3] [16] По завершении проекта эффект Казимира был отнесен к категории направлений для будущих исследований. [1]

Фонд Тау Зеро

После окончания финансирования руководитель программы Марк Г. Миллис получил поддержку от NASA для завершения документирования результатов. Книга Frontiers of Propulsion Science была опубликована AIAA в феврале 2009 года [17] , предоставляя более глубокое объяснение нескольких методов движения.

После отмены программы в 2002 году Миллис и другие основали фонд Tau Zero.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghijkl Миллис, Марк Г. (1 декабря 2005 г.). «Оценка потенциальных прорывов в области движителей» (PDF) . Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1065 : 441–461. Bibcode :2005NYASA1065..441M. doi :10.1196/annals.1370.023. hdl : 2060/20060000022 . PMID  16510425. S2CID  41358855 . Получено 8 февраля 2018 г. .
  2. ^ abcdefghijk Дэвис, Эрик В.; Гилстер, Пол А. (2009). "Недавняя история прорывных исследований в области движителей". В Millis, Марк Г. (ред.). Frontiers of propulsion science . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN 9781615830770.
  3. ^ abcd Миллис, Марк Г. (2004). "Перспективы прорывного движения из физики" (PDF) . Получено 8 февраля 2018 г. . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  4. ^ Шлихер, Р.; Биггс, А.; Тедески, В. (1995). «Механическое движение с использованием несимметричных магнитных индукционных полей». 31-я совместная конференция и выставка по движению : 2643. doi :10.2514/6.1995-2643.
  5. ^ Фралик, Гюстав; Ниедра, Янис (1 ноября 2001 г.). "Экспериментальные результаты толкающей антенны Шлихера" (PDF) . 37-я Совместная конференция и выставка по движению . doi :10.2514/6.2001-3657. hdl : 2060/20020009088 .
  6. ^ Подклетнов, Э.; Ниеминен, Р. (декабрь 1992 г.). «Возможность экранирования гравитационной силы объемным сверхпроводником YBa2Cu3O7−x». Physica C: Superconductivity . 203 (3–4): 441–444. Bibcode : 1992PhyC..203..441P. doi : 10.1016/0921-4534(92)90055-H.
  7. ^ Робертсон, Тони; Личфорд, Рон; Питерс, Рэндалл; Томпсон, Байран; Роджерс, Стивен Л. (1 января 2001 г.). «Исследование аномальных гравитационных эффектов с помощью намагниченных высокотемпературных сверхпроводящих оксидов с радиочастотной накачкой» (PDF) . Совместная конференция AIAA по двигательным установкам; 8–11 июля 2001 г.; Солт-Лейк-Сити, штат Юта; США .
  8. ^ Hathaway, G; Cleveland, B; Bao, Y (апрель 2003 г.). «Эксперимент по модификации гравитации с использованием вращающегося сверхпроводящего диска и радиочастотных полей». Physica C: Superconductivity . 385 (4): 488–500. Bibcode : 2003PhyC..385..488H. doi : 10.1016/S0921-4534(02)02284-0.
  9. ^ Вудворд, Джеймс Ф. (октябрь 1990 г.). «Новый экспериментальный подход к принципу Маха и релятивистской гравитации». Foundations of Physics Letters . 3 (5): 497–506. Bibcode : 1990FoPhL...3..497W. doi : 10.1007/BF00665932. S2CID  120603211.
  10. ^ Вудворд, Джеймс Ф. (октябрь 1991 г.). «Измерения маховской переходной флуктуации массы». Foundations of Physics Letters . 4 (5): 407–423. Bibcode : 1991FoPhL...4..407W. doi : 10.1007/BF00691187. S2CID  121750654.
  11. ^ Крамер, Джон; Кассиси, Дэймон; Фей, Карран (1 октября 2004 г.). «Проверка принципа Маха с помощью механического осциллятора» (PDF) . 37-я Совместная конференция и выставка по движению . doi :10.2514/6.2001-3908. hdl : 2060/20050080680 . S2CID  55948442.
  12. ^ Рингермахер, Гарри И. (1994). «Электродинамическая связь». Классическая и квантовая гравитация . 11 (9): 2383–2394. Bibcode : 1994CQGra..11.2383R. doi : 10.1088/0264-9381/11/9/018. ISSN  0264-9381. S2CID  250763583.
  13. ^ ab Millis, Marc G. (сентябрь 1997 г.). «Challenge to Create the Space Drive» (PDF) . Journal of Propulsion and Power . 13 (5): 577–582. doi :10.2514/2.5215. hdl : 2060/19980021277 . S2CID  3088306 . Получено 8 февраля 2018 г. .
  14. ^ Maclay, G. Jordan (17 апреля 2000 г.). «Анализ нулевой электромагнитной энергии и сил Казимира в проводящих прямоугольных полостях». Physical Review A. 61 ( 5): 052110. Bibcode : 2000PhRvA..61e2110M. doi : 10.1103/PhysRevA.61.052110.
  15. ^ Maclay, G. Jordan; Forward, Robert L. (март 2004 г.). «Мысленный космический корабль, работающий с использованием квантового вакуума (динамический эффект Казимира)». Foundations of Physics . 34 (3): 477–500. arXiv : physics/0303108 . Bibcode : 2004FoPh...34..477M. doi : 10.1023/B:FOOP.0000019624.51662.50. S2CID  118922542.
  16. ^ М. Миллис и Э. Дэвис, Frontiers of Propulsion Science , AIAA, Progress in Astronautics & Aeronautics Vol 227, 2009. ISBN 978-1563479564 ISBN 1563479567