''Võimatut'' raketiajamit kirjeldav uurimus avaldati teadusajakirjas  

EM-ajami prototüüp. (Foto: NASA/Eagleworks)
22.11.2016 13:58
Rubriik: Universum

Ameerika Ühendriikide kosmoseagentuuri Johnstoni kosmosekeskuse teadlasrühm kirjeldab eelretsenseeritavas teadusajakirjas elektromagnetilist ajamisüsteemi, mis tõukaks kosmoselaevu edasi kasutamata seejuures grammigi kütust või propellanti. Töös tehtud tähelepanekud on vastuolus klassikaliste füüsikaseadustega.

Ajam muundab elektrienergia kasulikuks tööks pelgalt koonusekujulises kambrikeses elektromagnetkiirguse –antud juhul mikrolainete – edasi-tagasi põrgutamisega. Kuna vajadus täiendava kütuse järele puudub, oleks raketid oluliselt kergemad, mis langetaks kosmoselendude hinda kordades. Lisaks saaks lahendusega teoreetiliselt kiirendada kosmoselaevu kiirusteni, mis võimaldaks jõuda Kuuni vaid paari tunni ning Marsini 70 päevaga.

Kontseptsiooni kirjeldas esimest korda pea 20 aasta eest briti teadlane Roger Shawyer. Sellest ajast saadik on ajamit selle erinevates variatsioonides pandud proovile veel paaris laboratooriumis. Kuigi katsetes on leitud, et seade tekitab tõepoolest väikest tõukejõudu, on see jäänud seni mõõtevea piiresse või võis potentsiaalse süüdlasena näha ajamit ümbritseva õhu soojenemist. Kaks tulemusi kirjeldatavat uurimust on hiljem tagasi võetud.

Nüüd teatavad Johnstoni kosmosekeskuses ebatraditsioonilisemaid jõuseadmeid uuriva ''Eagleworksi'' töörühma teadlased, et on mõõtnud 1,2 millinjuutoni suurust tõukejõudu kilovati kohta ka avakosmose tingimustele vastavas vaakumis. Kuigi näitaja on kordades väiksem kui traditsioonilistel raketimootoritel, on seda siiski suurusjärgu võrra rohkem, kui näiteks päikesepurjel põhinevatel lahendustel.

Klassikalise mehaanika aluspõhimõtete järgi ei tohiks Eagleworksi ajamisüsteem avaldada aga mingit jõudu. Igal mõjul on vastassuunaline ja võrdne vastastikmõju. Sama reegel kehtib nii aeru abil kanuu edasi ükkamisel kui ka edasi liikumiseks suurel kiirusel raketidüüsist ioonide väljutamisel. Suletud süsteemis on kehade summaarne impulss jääv. Ükskõik kui palju ka autos ringi karelda, ei hakka sõiduk liikuma sellest ette- või tahapoole. Sama peaks paika pidama ka EM-ajamisüsteemi puhul.

Nõnda näeb töörühm võimaliku selgitusena midagi märksa eksootilisemat – kvantvaakumi virtuaalplasmat. Kuigi kvantvaakum on nähtusena California tehnikaülikooli füüsiku Sean Carolli kinnitusel, ei teki kvanttasandil hoomamatult lühikesteks ajavahemikeks tekkivatest ja kaduvatest osakestest plasmat, mille vastu ajami mikrolainet end tõugata saaksid.

Samuti võtab töörühm selgituses appi pilootlaine hüpoteesi, mis üritab suruda kvantmaailma küll inimeste jaoks harjumuspärasematesse raamidesse, kuid nõuab oluliselt keerukama matemaatika rakendamist. Seega pole see saanud ka füüsikute jaoks eriti populaarseks.

Teine EM-ajami võimalikkust selgitav hüpotees võtab appi valgusosakestele väikese massi andva Unruhi kiirguse, mis on piltlikult kiirendatavate kehade poolt kogetav soojus. Kuna ajami vastastikused otsad on erineva läbimõõduga, lasevad need läbi ka erineva lainepikkusega Unrugi kiirgust, peab Plymouthi ülikooli füüsiku Mike McCullohi idee järgi muutuma ka footonite impulsimoment, tekitades sellest lähtuvalt omakorda tõukejõudu. Muu hulgas oleks sellega kaasnevalt valguse kiirus õõnsuse eri osades erinev, mis rikuks omakorda erirelatiivsusteooriat.

Nüüdisaegse füüsika alustõdedele kinda heitmisele vaatamata hindasid vähemalt mõned Journal of Propulsion and Power retsenseerijad uurimuse metodoloogiat ja järeldusi piisavalt tugevateks, et anda selle avaldamiseks roheline tuli.

Töö autorid käsitlevad lisaks tulemuste esitlemisele üheksat võimalikku veaallikat, sh näiteks magnetilisi vastastikmõjusid ja mikrolainete lekkimist. Kõiki potentsiaalseid veaallikaid seejuures täielikult välistada ei õnnestunud. Põhjapanevaid järeldusi seega teha võimalik pole ja vaid täiendavad katsed näitavad, kas tegu on tõepoolest reaalse nähtusega või ootab seda sama saatus, mis näiliselt valgusest kiiremini liikuvaid neutriinosid.

Nüüdiaegseid ioonmootoreid ei pruugi kirjeldatav lahendus ilma rohke optimiseerimiseta troonilt tõugata isegi juhul, kui efekt reaalseks osutub. Näiteks parim kosmosesse toimetatud tuumareaktori koguvõimsus oli ligikaudu 10 kilovatti või 200 vatti kilogrammi kohta. Viimane tähendaks omakorda, et päevaga suudaks EM-ajam kasvatada kosmoselaeva kiirust 20 m/s võrra. Teisisõnu ei suudaks EM-ajamiga kosmoselaev toimetada inimesi Maalt Kuule kunagi vaid paari tunniga. Võrreldava tulemuse hakkaks see andma alles juhul, kui kosmoselaeva kiirust on vaja muuta kümnekonna aasta jooksul 40--50 tuhande m/s võrra. Hetkel nii ambitsioonikaid missioone aga kavas pole.

Toimetas
Jaan-Juhan Oidermaa

Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}

Teade toimetusele edastatud

Sellelt Ip-aadressilt on ligipääs piiratud

Kommentaare veel ei ole. Ole esimene!

Vasta kommentaarile

+{{childComment.ReplyToName}}:
Vasta kommentaarile
Vasta

Laadi juurde ({{take2}})
Kommenteerimine on lubatud registreeritud kasutajatele!Olete sisseloginud kui {{userAlias}}
Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}
Autendi ja kommenteeri ID-kaardiga.
Lisa uus kommentaar