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    La physique a-t-elle vraiment été violée par la commande EM dans un document de la NASA divulgué?

    La propulsion ionique est actuellement la plus lente, mais le plus économe en carburant, forme de voyage spatial. Crédit :NASA/JPL

    Depuis que la NASA a annoncé qu'elle avait créé un prototype du controversé propulseur à cavité radiofréquence (alias EM Drive), tous les résultats rapportés ont fait l'objet de controverses. Et avec la plupart des annonces prenant la forme de "fuites" et de rumeurs, tous les développements rapportés ont été naturellement traités avec scepticisme.

    Et encore, les rapports continuent d'affluer. Les derniers résultats présumés proviennent des laboratoires Eagleworks du Johnson Space Center, où un rapport « divulgué » a révélé que le lecteur controversé est capable de générer une poussée dans le vide. Tout comme le processus critique d'examen par les pairs, la question de savoir si le moteur peut ou non passer le rassemblement dans l'espace est un problème persistant depuis un certain temps.

    Compte tenu des avantages de l'EM Drive, il est compréhensible que les gens veuillent le voir fonctionner. Théoriquement, ceux-ci incluent la capacité de générer suffisamment de poussée pour voler vers la Lune en seulement quatre heures, vers Mars dans 70 jours, et à Pluton dans 18 mois, et la capacité de tout faire sans avoir besoin de propulseur. Malheureusement, le système d'entraînement est basé sur des principes qui violent la loi de conservation de l'élan.

    Cette loi stipule qu'au sein d'un système, la quantité de quantité de mouvement reste constante et n'est ni créée ni détruite, mais ne change que par l'action des forces. Étant donné que l'EM Drive implique des cavités micro-ondes électromagnétiques convertissant directement l'énergie électrique en poussée, il n'a pas de masse réactionnelle. Il est donc "impossible", en ce qui concerne la physique conventionnelle.

    Le rapport, intitulé "Mesure de la poussée impulsionnelle à partir d'une cavité radiofréquence fermée dans le vide", a apparemment été divulgué début novembre. Son auteur principal est comme on pouvait s'y attendre Harold White, le chef de l'équipe de propulsion avancée pour la direction de l'ingénierie de la NASA et le chercheur principal pour le laboratoire Eagleworks de la NASA.

    Comme lui et ses collègues le rapportent (prétendument) dans le journal, ils ont effectué un test de poussée impulsive sur un "article de test RF effilé". Il s'agissait d'une phase de poussée avant et arrière, un pendule à faible poussée, et trois essais de poussée à des niveaux de puissance de 40, 60 et 80 watts. Comme ils l'ont déclaré dans le rapport :

    "Il est montré ici qu'un article de test RF conique chargé dialectiquement excité en mode TM212 à 1, 937 MHz est capable de générer de manière constante une force à un niveau de poussée de 1,2 ± 0,1 mN/kW avec la force dirigée vers l'extrémité étroite dans des conditions de vide."

    Pour être clair, ce niveau de poussée à la puissance – 1.2. millinewtons par kilowatt – est assez insignifiant. En réalité, l'article place ces résultats dans leur contexte, en les comparant aux propositions de propulseurs ioniques et de voiles laser :

    « La poussée à la puissance actuelle d'un propulseur à effet Hall est de l'ordre de 60 mN/kW. C'est un ordre de grandeur supérieur à celui de l'article de test évalué au cours de cette campagne de vide… Les performances de 1,2 mN/kW paramètre est supérieur de deux ordres de grandeur à d'autres formes de propulsion « zéro propulseur » telles que les voiles légères, propulsion laser et fusées à photons ayant une poussée à des niveaux de puissance compris entre 3,33 et 6,67 [micronewton]/kW (ou 0,0033 – 0,0067 mN/kW).

    Actuellement, les moteurs ioniques sont considérés comme la forme de propulsion la plus économe en carburant. Cependant, ils sont notoirement lents par rapport aux conventionnels, propulseurs à propergol solide. Pour offrir un peu de perspective, la mission Dawn de l'ESA s'est appuyée sur un moteur au xénon-ion qui avait une puissance de production de 90 millinewtons par kilowatt. Grâce à cette technologie, il a fallu près de quatre ans à la sonde pour se rendre de la Terre à l'astéroïde Vesta.

    Le concept d'énergie directe (alias voiles laser), par contre, nécessite très peu de poussée car il s'agit d'engins de la taille d'une plaquette - de minuscules sondes qui pèsent environ un gramme et transportent tous leurs instruments dont elles ont besoin sous forme de puces. Ce concept est actuellement exploré dans le but de faire le voyage vers les planètes et les systèmes stellaires voisins au cours de notre propre vie.

    Deux bons exemples sont le concept interstellaire DEEP-IN financé par la NASA qui est en cours de développement à l'UCSB, qui tente d'utiliser des lasers pour alimenter un engin jusqu'à 0,25 la vitesse de la lumière. Pendant ce temps, Le projet Starshot (qui fait partie de Breakthrough Initiatives) développe un vaisseau qui, selon eux, atteindra des vitesses de 20% de la vitesse de la lumière, et ainsi pouvoir faire le voyage jusqu'à Alpha Centauri dans 20 ans.

    Par rapport à ces propositions, l'EM Drive peut toujours se vanter de ne nécessiter aucun propulseur ni source d'alimentation externe. Mais sur la base de ces résultats de test, la quantité de puissance qui serait nécessaire pour générer une poussée importante le rendrait peu pratique. Cependant, il faut garder à l'esprit que ce test à faible puissance a été conçu pour voir si une poussée détectée pouvait être attribuée à des anomalies (dont aucune n'a été détectée).

    Le rapport reconnaît également que des tests supplémentaires seront nécessaires pour écarter d'autres causes possibles, tels que les déplacements du centre de gravité (CG) et la dilatation thermique. Et si des causes extérieures peuvent à nouveau être exclues, les futurs tests tenteront sans aucun doute de maximiser les performances pour voir à quel point l'EM Drive est capable de générer.

    Mais bien sûr, tout cela suppose que le papier "fuite" est authentique. Jusqu'à ce que la NASA puisse confirmer que ces résultats sont bien réels, l'EM Drive sera coincé dans les limbes de la controverse.


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