EM pohon ověřen na demonstrátoru NASA. Pokusů zkonstruovat pohon který by přeměňoval elektrickou energii na pohybový moment už tu bylo několik, ale zatím všechny skončily v propadlišti dějin. Nyní však NASA přišla s tiskovým prohlášením které má zaděláno na pořádnou senzaci. Vědci z Johnsonova vesmírného střediska přisli se zprávou že jejich emDrive byl úspěšně otestován ve vakuu.
V roce 2001 uveřejnila společnost Satellite Propulsion Research (Ltd UK) koncept motoru který užíval tzv. elektromagnetické mikrovlnné dutiny (electromagnetic microwave cavities), bez potřeby jakéhokoliv paliva, či dalšího fyzického média ke generování tahu. Tento nedostatek je jaksi v konfliktu se zákonem akce a reakce a také se setkal se značnou skepsi v rámci vědecké i laické obce. Již letech 2010-2012 však Čína uveřejnila výsledky testů kdy jejich verze EM pohonu generovala tah 720mN při příkonu 2.5kW.
NASA (Johnsonovo vesmírné středisko) nyní přišla se zprávou že se podařilo výsledky zreprodukovat i ve vakuu, což je jeden z hlavních důkazů v argumentaci s táborem skeptiků.
Především je ale nutné zmínit, že stále není úplně jasné jak přesně by tento pohon měl fungovat. Naše tradiční představa reaktivního motoru je v tomto případě postavena na hlavu. Z informací které jsou veřejně k dispozici se zdá že i samotní konstuktéři si nejsou úplně jistí.
S jedním z navrhovaných vysvětlení přichází vedoucí skupiny NASA Eagleworks, Dr. Richard White. Jeho teorie pracuje s tahem generovaným pomocí kvantového vakua (kvantový stav s nejnižší možnou energií). Kvantové vakuum přebírá v emDrive funkci iontů pohonného média, kde dochází k jejímu zmagnetizování. Posléze je tah získán pomocí jejich interakce s elektomagnetickým polem motoru, podobně jako u iontových motorů. Protože jsou v tomto případě častečky paliva nahrazeny pomocí virtuálních částic kvantového vakua (virtual particles of the Quantum Vacuum), motor nepotřebuje žádné fyzické palivo k svému provozu a samozřejmě nemá ani žádné pohyblivé části.
Pokud by tento motor byl instalován na mezinárodní vesmírné stanici, tak by při výkonu zmiňovaném v experimentu Čínského týmu generoval dostatek tahu k vyrovnání její ztráty hybnosti způsobené třením o zbytky zemské atmosféry. Tím by se značně omezilo množství paliva potřebného k jejímu urychlování o které se nyní musí periodicky starat zásobovací lodě a snížily náklady na její údržbu.
Dalším zmiňovaným použitím je vynášení satelitů na nízkou oběžnou dráhu (LEO), kde by se pak až emDrive postaral o postupné umístění satelitu na vyšší orbitu (třeba GTO). Úspora paliva by v tomto případě byla víc než 50 % (viz. Zde). V tomto případě přichází v úvahu i koncep takzvaného vesmírného tahače, který by pendloval mezi LEO a GTO.
Ve všech případech by to znamenalo ohromné úspory na straně vynášení nákladu do vesmíru, ještě lepší by však bylo pokud by se vědcům podařilo připojit tento „warp“ pohon ke zdroji jaderné energie. Výlet na Mars by se pak přeměnil z aktuálních tří let s chemickými motory na mnohem realističtěji znějících 70 dnů cesty tam, 90 denní pobyt na povrchu a 70 dnů zpět.
Zdroj „Evaluating NASA’s Futuristic EM Drive” od NASA, kde se v posledním odstavci píše že se také realisticky zaobírají výzkumem pohonu, který funguje pomocí smršťování prostoru ve směru pohybu a jeho rozpínáním za lodí. Zdá se však že žádné experimentální výsledky dosud bohužel nebyly průkazné :)
Zdroje:
http://emdrive.com/
http://www.extremetech.com/extreme/187346-nasa-tests-impossible-no-fuel-quantum-space-engine-and-it-actually-works
http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/
http://www.extremetech.com/extreme/204921-controversial-quantum-em-drive-gets-real-nasa-testing-lives-to-fight-another-day
http://www.wolframalpha.com/input/?i=Tsiolkovsky+rocket+equation
http://www.quantumg.net/rocketeq.html
Poznámka redakce
Autor tohoto článku, stejně jako redakce s Vladimírem Wagnerem v čele, jsme si vědomi, že všechny zatím dostupné zdroje jsou na podrobnosti skoupé, především neuvádějí, jak měření vypadala a jakou měla nejistotu. U předchozích měření, která se prováděla pomocí torzních vah a hodnoty byly v mikronewtonech, tak tato měření (ve vzduchu) vyšla na hranici citlivosti. Nyní, ve vakuu, otázka průkaznosti, znovu bude rozhodující. Navíc, dokud není jev seriózně fyzikálně vysvětlen, je třeba být “ve střehu”.
Probublávající jaderný termální pohon by se mohl stát budoucností NASA
Autor: Stanislav Mihulka (04.04.2022)
Diskuze:
Hvězdička ***,2015-05-12 11:18:37
Nassim Haramein 2010 CZ titulky 2/6
https://www.youtube.com/watch?v=Q5HmH1A_kz8
Nassim Haramein 2010 CZ titulky 3/6
https://www.youtube.com/watch?v=EkzgV511O34
...
Vlado Miklo,2015-05-11 16:07:45
Pôvodne som o tom čítal na inom webe, a tam (na koľko ma tieto scifi špekulácie bavia) išli ešte ďalej. Mars za 70 dní. Titán myslím za pár mesiacov.
A postupným zrýchľovaním by sa teoreticky dalo dostať k Proxime Centauri za 96 (!!!) rokov. 9,6 percenta c.
Pritom, ak je to pravda, tak vedci nemajú ani tušenia, ako je to možné, keďže tento pohon odporuje našej základnej fyzike.
Ale bol by to posun o celé rády vo vesmírnej doprave. Ak zanedbáme faktory ako palivo, podpora života etc... tak len čo sa týka rýchlosti nášho súčasne najrýchlejšieho pohonu, by to k najbližšej hviezde trvalo 16 000 rokov. :)
Re: ...
Jozef Drahovsky,2015-05-12 11:51:17
Nie je to tak dávno, čo som dal študentom výpočtového krúžku s PC otázku vypočítajte koľko minimálne by trval let z obežnej dráhy slnka vo vzdialenosti zeme so zakotvením na obežnej dráhe Pluta pri strednej vzdialenosti od slnka, tak by mala posádka po celý čas letu podmienky ako na zemi s tým, že máme neobmedzený zdroj energie neobmedzeného výkonu.
Zistiť vzdialenosť letu z tabuliek nebol problém, ale počas výpočtov žiadali doplniť koľko váži kabína pre posádku a ten neobmedzený zdroj energie a koľko materiálu je na reaktívny pohon. Odpovedal som generátor tonu, kabína s posádkou 99 ton, materiálnu na reaktívny pohon bude toľko koľko navrhnete.
Pritom výpočet je tak elementárne jednoduchý, že pri znalosti vzdialenosti a definovania nulovej rýchlosti na začiatku a konci sa dá zvládnuť z hlavy bežnému žiakovi základnej školy (7 trieda).
Škoda, že novinári, ktorí o tom píšu, už bežnú fyziku zabudli.
neralistický předpoklad
Pavel Brož,2015-05-12 19:33:37
No jo, jenže tím předpokladem neomezeného zdroje energie neomezeného výkonu jste ten výpočet úplně diskvalifikoval. Pokud bychom měli zdroj neomezeného výkonu, tak při konstantním zrychlení 1 g lze doletět ke galaxii v Andromedě a zpět za pouhých 56 let času posádky (na Zemi mezitím uplyne 4 milióny let). Pokud by posádka chtěla obětovat dokonce 90 let svého času, tak při zrychlení 1 g a zdroji neomezeného výkonu doletí dokonce 13 světelných miliard let daleko a zpět, v naší Galaxii mezitím uplyne 26 miliard let (ve skutečnosti by to ale byla vzhledem k rozpínání vesmíru cesta bez možnosti návratu, protože cestovatelé by se během letu dostali do až tak vzdálené oblasti vesmíru, která se od nás rozpíná rychleji než světlo, a proto by se už nemohli dostat nazpět). Ten výpočet je v obou uvedených případech správně, v tom problém není, problém je v tom, že je k ničemu, protože počítá s nerealistickým předpokladem zdroje neomezeného výkonu.
Pokud byste chtěl udělat aspoň trošičku realistický výpočet, tak příslušný vzoreček sice je jednoduchý, lze jej nalézt např. na jednou z odkazů pod článkem:
http://www.wolframalpha.com/input/?i=Tsiolkovsky+rocket+equation
nicméně sedmák bude z hlavy ten přirozený logaritmus počítat dost těžko :-)
Re: neralistický předpoklad
Jozef Drahovsky,2015-05-13 21:57:02
Nesekli ste sa niekde vo výpočte? Skúste zanedbať miesto štartu voči polohe slnka a počítať s g=10 a strednou vzdialenosťou Pluta, ktorá je 5 899 900 000 km. Polovicu tejto vzdialenosti sa zrýchľuje 1g a polovicu brzdí 1g. Vychádza mi v maxime síce slušná rýchlosť, ale je to stále len malý zlomok rýchlosti svetla, pri ktorej je posun času zanedbateľný. Netreba na to logaritmy, stačí použiť vzorce z voľného pádu.
(nejprve jen test odstavců)
Pavel Brož,2015-05-13 23:53:26
(problém je totiž v tom, že nový systém pro komentáře slévá všechny odstavce do jediného, tak jestli se mi to podaří obelstít:
tak uvidíme ...
kdepak, nesekl jsem se
Pavel Brož,2015-05-13 23:58:07
Předem příspěvku se omlouvám, ale nový systém komentářů slévá všechny odstavce do jediného (na adresu autorů tohoto systému - no comment).
Mně je jasné, že jste počítal podle vzorce pro nerelativistický pohyb rovnoměrně zrychlený, s polovinou cesty se zrychlením 1 g a druhou polovinou cesty se zrychlením -1 g. Pro cestu k Plutu opravdu není nutno počítat relativistické efekty. Moje výtka směřovala k tomu, že předpoklad zdroje neomezeného výkonu automaticky vede k řešení, které nemá žádnou výpovědní hodnotu, protože musíte uvažovat množství paliva, které k té cestě budete potřebovat. Jakmile ale toto množství vezmete v potaz, Vámi uvedený výpočet ztratí jakékoliv opodstatnění, protože vede k propastně větší spotřebě, než je ta optimální, pro kterou ale zase naopak nelze použít Vámi použitý výpočet. Jenom jako ilustraci toho, k jak absurdním výsledkům vede předpoklad neomezeného výkonu zdroje, jsem pak použil tu cestu nikoliv k Plutu, ale k mlhovině k Andromedě či na okraj viditelného vesmíru, kdy vyšly velice hezké hodnoty pro vlastní čas posádky, přičemž v obou případech jsem ponechal totéž zrychlení 1 g pro půlku cesty tam, - 1 g pro zbytek cesty tam, krát dva kvůli cestě nazpět. Jediné, v čem jsme se lišili, bylo pouze to, že v těch mých dvou ilustracích se už musí počítat relativisticky, nicméně v obou případech, v tom Vašem i v těch mých dvou, šlo o pohyb rovnoměrně zrychlený se zrychlením 1 g.
Pojďme si ale raději ukázat, proč je ten Vámi uvedený výpočet nerealistický, konkrétně spočtěme množství paliva potřebné pro udržování zrychlení 1 g během vzdálenosti 2950000000 km (polovina vzdálenosti k Plutu, ve výsledku to znásobíme dvěma). Takže tuto polovinu vzdálenosti urazíme za dobu 775517 sekund, což je necelých devět dní. Tedy celá cesta k Plutu by trvala necelých 18 dní, což zní úžasně! Ale! Nyní si spočteme tu spotřebu paliva. Maximální rychlost nám vyjde cca 7608 km/s (tedy zhruba 2,5 procenta rychlosti světla).
Nejprve vypočtěme množství paliva potřebné ke druhé polovině cesty (důvod vyplyne níže), tj. kdy raketa brzdí z rychlosti 7608 km/s na nulu, což je ale ekvivalentní tomu, jako by zrychlovala z nuly na 7608 km/s (rozdíl je jen v použité vztažné soustavě). K výpočtu množství paliva použijme v základním hrubém přiblížení Ciolkovského rovnici:
finální rychlost=počáteční rychlost + výtoková rychlost paliva * log (počáteční hmotnost včetně paliva/konečná hmotnost)
kde log je přirozený logaritmus. V našem případě pokládáme počáteční rychlost za nulovou, finální rychlost je oněch 7608 km/s (počítáme pro polovinu dráhy, za výtokovou rychlost paliva lze vzít 5 km/s (reálná kapalná paliva mají ještě o něco méně, pevná dokonce zhruba jen polovinu). Konečná hmotnost má být oněch vámi zadaných 100 tun (99 tun kabina s posádkou plus jedna tuna generátor), počáteční hmotnost včetně paliva (ve skutečnosti to bude hmotnost v půli celé cesty) máme vypočíst. Z předchozí rovnice dostáváme:
počáteční hmotnost včetně paliva = konečná hmotnost * exp(finální rychlost/ výtoková rychlost paliva)
kde exp je exponenciála se základem e. Dosazením dostaneme:
počáteční hmotnost včetně paliva = 100 tun * exp (1521,6) = 100 tun * 10^660.
Ten výraz 10^660 je opravdu deset na šestsetšedesátou, což je samozřejmě absurdně velké číslo. Ve skutečnosti ho pro celou cestu musíme ještě umocnit na druhou – opravdu, zatím jsme potřebovali pouze brzdit se zrychlením -1 g, nicméně tu šílenou hmotnost včetně paliva je taky nutné urychlovat zrychlením 1 g během prvé poloviny cesty.
Tím jsme jednoznačně prokázali, že výpočet za předpokladu, který jste učinil Vy, sice vede k lákavě krátké době cesty k Plutu – konkrétně necelých 18 dní – nicméně je k tomu potřeba nereálně mnoho paliva. Ve skutečnosti bude výpočet výrazně modifikovaný, protože Ciolkovského rovnice ve své základní jednoduché podobě předpokládá konstantní sílu tahu, nikoliv konstantní zrychlení – pokud bychom to vzali v potaz, tak bychom ve skutečnosti došli ještě k mnohem většímu množství potřebného paliva. I to naše množství vypočtené zjednodušeně je ale astronomicky velké, konkrétně je to hmotnost nesrovnatelně větší, než je hmotnost všech galaxií ve viditelném vesmíru.
Tak – to byla ilustrace toho, jak se to počítat nemá. Nyní by bylo dobré říct, jaké jsou optimálnější alternativy. Pro přelet mezi dvěma kruhovými drahami se jako relativně optimální (pokud nevyužijeme gravitačního praku při průletu kolem jiných planet) jeví tzv. Hohmannova elipsa, viz http://cs.wikipedia.org/wiki/Hohmannova_elipsa , nebo lépe v anglické mutaci http://en.wikipedia.org/wiki/Hohmann_transfer_orbit . Tato trajektorie je opravdu používána pro lety k Marsu a Venuši, kde logicky po cestě žádné planety umožňující gravitační prak nepotkáme. Na těchto stránkách je ve skutečnosti popsaná opět zjednodušená varianta předpokládající, že přelet mezi oběma kruhovými orbitami probíhá po většinu doby podle Keplerových zákonů, nicméně přesto se dá ukázat, že tato metoda dá aspoň řádově správný výsledek. Podle třetího Keplerova zákona dostaneme pro dobu přeletu mezi orbitami:
t = pi * odmocnina [(r1+r2)^3/8G*M]
kde M je hmotnost Slunce a r1 a r2 jsou poloměry drah Země a Pluta, G je Newtonova gravitační konstanta. Počítejme r1=150000000 km, r2=5900000000 km, hmotnost Slunce je cca 2*10^30 kg, Newtonova gravitační konstanta je 6,67*10^-11 m^3/(kg s^2). Dosazením máme:
t = 1,431*10^9 sec = 45,34 let
To je opravdu řádově očekávatelná hodnota, protože doba oběhu Pluta je 247 let, a doba oběhu tělesa pohybujícího se po elipse mezi planetami Pluta a Země musí být menší než doba oběhu Pluta.
Námi získaná hodnota 45,34 let je nesrovnatelně horší, než Vámi získaná hodnota 18 dní, jenže má mnohem větší vypovídací hodnotu, protože na to nepotřebujeme palivo o hmotnosti převyšující celý vesmír. Ve skutečnosti ji lze ještě výrazně zlepšit jednak využitím gravitačního praku velkých planet, a jednak výrazným přidáním paliva – onen Keplerovský pohyb po Hohmannově elipse totiž odpovídá té „nejlínější“ variantě, při které spotřebujeme nejméně paliva, a kdy provedeme zážeh jen na začátku pro urychlení z kruhové dráhy Země na eliptickou, a podruhé na konci dráhy, kdy musíme opět přidat rychlost, abychom se nezačali po té elipse zase vracet nazpět. Pokud budeme provádět urychlování i v mezičase, spotřeba paliva i trajektorie bude trochu odlišná, nicméně nikoliv řádově odlišná.
Re: kdepak, nesekl jsem se
Jozef Drahovsky,2015-05-15 00:34:09
Súhlasím s tým čo ste napísali, ale mám dve ale, pre ktoré som použil neobmedzený zdroj energie a výkonu:
1, Poukazujem na to, že aj keď máte zdroj neobmedzenej energie a neobmedzeného výkonu, musíte počítať s materiálom na reaktívny pohon. Ak by ste ho odhadzovali zrýchlením 1g tak každú sekundu letu musíme odhodiť toľko čo váži raketa. Samozrejme môžete odhadzovať vyšším zrýchlením a bude stačiť menej materiálu, ale aj to má svoje hranice. V každom prípade je možne celkom jednoducho vypočítať spotrebu energie i požadovaný výkon a ladiť množstvo materiálu a jeho odhadzovanie. To by sa samozrejme zmenilo, keby sa motor mohol o niečo oprieť alebo priťahovať a daný materiál by nebol treba. Napríklad spomenutý EMpohon, ale energiu a výkon treba aj tak.
2, Aj keby sme mali neobmedzený zdroj energie a výkonu, tak rýchlejšie sa nikam nedostaneme a to z dôvodu konštrukcie človeka, lebo dlhodobo neznesie väčšie preťaženie. Tým som reagoval na určovanie času letu novinármi, ktorí definovali aj dobu kratšiu než +/-1g. Bohužiaľ tlmiče preťaženia zatiaľ nemáme ani v teórii.
Re: Re: kdepak, nesekl jsem se
Pavel Brož,2015-05-15 01:54:28
To „odhazování materiálu“ je zakalkulováno právě v té Ciolkovského rovnici, a z ní také plyne, proč pro výpočet paliva potřebného pro cestu na Pluto rovnoměrným zrychlením 1 g potřebujeme nejméně ten 10^(2*660) násobek užitečné hmotnosti rakety. Tato rovnice může být také čtena tak, že abychom urychlili raketu o rychlost rovnou výtokové rychlosti paliva, tak celková hmotnost před urychlením musí být e-násobek hmotnosti po urychlení. Tzn. že pokud je výtoková rychlost rovna 5 km/s a rychlost rakety se má zvýšit právě o těch 5 km/s, tak počáteční hmotnost musí být 2,71828 násobek konečné hmotnosti (tedy hmotnost paliva potřebného pro toto dílčí urychlení musí být e-1=1,71828 násobek užitečné hmotnosti). Pokud chceme raketu urychlit o 10 km/s při stejné výtokové rychlosti 5 km/s, bude ten faktor už e^2, podobně pokud potřebujeme raketu urychlit o trojnásobek výtokové rychlosti, bude ten faktor e^3, atd. atd..
Tak šíleně velký faktor 10^(2*660) vyšel tedy proto, že jsme potřebovali raketu urychlit během půlky cesty na 7608 km/s, což je 7608/5=1521,6 násobek použité výtokové rychlosti, tzn. že ten faktor pro první půlku cesty vyšel těch e^1521,6, tedy zhruba 10^660, což je příšerně velké číslo. A to ho ještě musíme umocnit na druhou, protože zbylou polovinu cesty musíme naopak zpomalit raketu z těch 7608 km/s na 0 km/s. Možná nám to přijde podezřelé, jak nám mohlo vyjít tak šíleně velké číslo, je v tom ale ve skutečnosti úplně stejný fígl, jako je v té staré úloze o zrncích rýže na šachovnici, kdy na prvé políčko dáme jedno zrno, a na každé další políčko dvojnásobek co na předchozím políčku. Ve výsledku to obnáší (2^64)-1 zrnek rýže, což obnáší řádově jeden bilión tun rýže, kteréžto množství by zabralo zhruba objem krychle o hraně 10 km. Náš případ s urychlováním si můžeme představit analogicky, akorát že v našem případě by ta naše šachovnice měla 1520 políček místo 64, a na každém dalším políčku by byl 2,71828 násobek místo dvojnásobku.
Vidíme tedy, že ten šílený faktor je způsobený tím, že máme příliš velký poměr mezi námi požadovanou cílovou rychlostí a rychlostí výtokovou, za kterou jsme zvolili 5 km/s, což je charakteristická hodnota pro dnešní nejlepší raketová paliva. Pokud bychom šáhli do dnes ještě prakticky nevyzkoušeného pohonu VASIMR, viz http://cs.wikipedia.org/wiki/VASIMR , tak tam bychom mohli uvažovat s výrazně vyšší výtokovou rychlostí, konkrétně s 290 km/s místo 5 km/s. To by samozřejmě výrazně zlepšilo ten faktor, protože poměr cílové rychlosti k výtokové by pak byl jen 7608/290=26,2, a tedy ten faktor by se snížil na e^(2*26,2), což by ale stále dávalo řádově 10^22, což je stále ještě hodně velké číslo (tzn. že počáteční hmotnost rakety by musela být cca deset triliardkrát vyšší, než konečná hmotnost).
Také odtud zároveň hned vidíme, že nejoptimálnějším řešením pro lety, u nichž chceme dosáhnout opravdu velké maximální rychlosti, by bylo použít takové palivo, u kterého by byla výtoková rychlost rovna rychlosti světla – tedy fotonového motoru, kdy proud fotonů by byl generován např. anihilací hmoty a antihmoty. To už se ale dostáváme na půdu sci-fi, zmiňuji to tady pouze proto, že tato volba se opravdu vnucuje z logiky Ciolkovského rovnice. Ve skutečnosti ani fotonový motor negarantuje konec starostí s kosmickým cestováním, protože při dosažení relativistických rychlostí začne hrát významnou roli relativistický nárůst hmotnosti, který ekonomiku toho cestování opět krutě prodraží.
Do té doby, než ovládneme pokročilé raketové pohony, jako je už zmíněný VASIMR, či v daleké budoucnosti onen anihilační fotonový pohon, tak musíme vzít zavděk starým dobrým gravitačním prakem, který nám umožňuje cestu k Plutu zkrátit z dříve zmíněných 45 let na výrazně nižší hodnotu – tak např. sonda New Horizons tu cestu zvládne za 9,5 roku, u Pluta bude někdy v červenci tohoto roku. Každopádně ale představa, že cesta k Plutu půjde zkrátit z těch řádově roků na dejme tomu měsíce či dokonce týdny, zůstane v tomto století naprostým scifi, s tím se holt musíme smířit. Na druhou stranu – co taky na Plutu? To je vhodná destinace pro automatické sondy, ne pro lidské posádky, lidem dá v tomto století dost práce už jen cestování na blízký Mars a budování základen na něm, pokud se do tohoto projektu opravdu pustí, což není zdaleka jisté.
Re: Re: Re: kdepak, nesekl jsem se
Martin Vajsar,2015-05-19 15:05:03
Mohl byste prosím trochu rozvést, jakým způsobem se projeví relativistický nárůst rychlosti na ekonomice cestování? Nárůst hmotnosti je přece pozorován pouze ze soustavy, vůči níž se těleso pohybuje relativistickou rychlostí. V soustavě rakety se hmotnost nemění, a pro zrychlení 1g v soustavě rakety je třeba vyvinout stejnou sílu bez ohledu na to, zda se vůči pozorovateli pohybuje relativistickou rychlostí nebo ne.
ekonomika relativistických rychlostí
Pavel Brož,2015-05-19 21:09:13
Při zohledňování relativistických efektů je nutné vzít v potaz nejenom relativistickou změnu hmotnosti, ale také relativistickou dilataci délek a času – záleží na soustavě, vůči které budeme popisovat ten děj. Dilatace délek a času se projeví jednak v tom, že doba, za kterou raketa vypustí dejme tomu další tisícinu paliva, se jeví různá v klidové soustavě rakety oproti soustavě spojené např. se Zemí, a jednak v tom, že relativistické rychlosti se sčítají jinak, než jak jsme zvyklí z nerelativistického světa. Takže pokud se postavíte do momentální klidové soustavy rakety, která se pohybuje vůči Zemi dejme tomu rychlostí 0,999999 c (tedy o milióntinu menší než rychlost světla), a vůči této momentální klidové soustavy ji urychlíte o dalších 0,000002 c (tedy o dvě milióntiny rychlosti světla), tak výsledná rychlost vůči Zemi nebude 1,000001 c (tedy o milióntinu větší než rychlost světla), jak bychom podle nerelativistického skládání rychlostí očekávali, ale pouze 0,999999000004 c (tedy nikoliv o dvě milióntiny c větší, ale jen o čtyři bilióntiny c větší). Podobně doba, za kterou ta raketa vypustí dejme tomu další tisícinu paliva, bude z pohledu soustavy spjaté se Zemí cca 707 krát větší, než doba měřená v raketě. A to je přesně ten důvod, proč při relativistických rychlostech vůči nějaké dané soustavě (např. vůči Zemi) hrají ty relativistické efekty roli, ačkoliv z pohledu rakety jde o úplně stejný proces, jako když se třeba jen letělo na Měsíc. V tom je právě to kouzlo relativity – posádka rakety opravdu nemá důvod pozorovat cokoliv zvláštního, měřeno jejich časem a jejich délkami a váhami probíhá vše naprosto standardně. Ty zvláštní věci se dějí až při srovnání ze dvou soustav, které se vůči sobě pohybují relativisticky, protože pak se ukazuje, že ty časy, míry a váhy se v obou soustavách značně rozcházejí.
Abychom si to přiblížili ještě z jiného úhlu, tak se na to podívejme z hlediska energie, ostatně právě toto hledisko nás zajímá, pokud se zajímáme o ekonomiku toho letu, tedy o množství paliva potřebného pro to urychlení na nějakou cílovou rychlost. Dejme tomu, že raketa už letí rychlostí 0,99995 c vůči Zemi. Její relativistická hmotnost vůči soustavě spojené se Zemí je pak v důsledku relativistických efektů zhruba stokrát taková, než je hmotnost rakety měřená v soustavě spojené s raketou (tedy její hmotnost klidová). Ze zákona zachování energie a vztahu E=mc^2 pak plyne, že pokud bychom pro pohon rakety použili ten nejefektivnější proces, jaký teoreticky existuje – tedy anihilaci hmoty a antihmoty – a pokud by využití energie při té anihilaci bylo stoprocentní, tak bychom při startu museli mít kromě hmotnosti rakety ještě dvěstěkrát tolik hmotnosti paliva (přitom polovina toho paliva by sestávala z hmoty, druhá polovina z antihmoty). Představme si nyní, že bychom tu raketu chtěli vůči Zemi urychlit o dalších 0,0000495 c, což se nezdá nijak moc, protože je to pouze nějakých 14,85 km/s, což dnešní meziplanetární sondy hravě překračují. Tedy rychlost rakety vůči Zemi by stoupla z 0,99995 c na 0,9999995 c. Jenže potom bude relativistická hmotnost rakety vůči soustavě spojené se Zemí zhruba tisíckrát větší, než hmotnost klidová, a potřeba paliva by se tedy vyhoupla o celý řád, z dvěstěnásobku na dvoutisíc násobek klidové hmotnosti rakety. Takže urychlení o pouhých 14,85 km/s vůči Zemi se odrazí v nutnosti zdesateronásobit množství paliva.
A opět se můžeme ptát, jak je to možné, když my přeci už dnes dokážeme urychlovat meziplanetární sondy o více než těch 14,85 km/s, aniž bychom je přitom futrovali tunami antihmoty, a jako pohon jim dáváme obstarožní prdítka založená na neefektivních chemických reakcích místo na stoprocentně efektivní anihilaci. Je to možné právě díky té relativitě – v případě těch sond se totiž o těch 14,85 km/s urychlujeme vůči soustavě, která se vůči nám pohybuje velice pomalu, a to je diametrálně odlišná úloha, než se urychlit o 14,85 km/s vůči soustavě, vůči které se pohybujeme rychlostí blízkou k rychlosti světla. Zatímco totiž u těch sond můžeme relativistické efekty zanedbat, protože sonda se vůči Zemi pohybuje pomalu, tak v tom výše uvedeném případě urychlení z 0,99995 c na 0,9999995 c už ty relativistické efekty zanedbat nelze, jsou naopak zcela dominantní. A to je přesně ten důvod, proč ty relativistické efekty tak krutě prodraží cestování rychlostmi srovnatelnými s rychlostí světla.
Re: ekonomika relativistických rychlostí
Martin Vajsar,2015-05-21 19:34:26
Děkuji za podrobné vysvětlení.
Pokud jsem to dobře pochopil, tak z pohledu rakety sice udržujeme konstantní zrychlení 1 g, ovšem rychlost vůči Zemi se nezvyšuje každou sekundu o 9.81 m/s, ale podle relativistického vzorce o skládání rychlostí - tedy podstatně méně.
Já chápu ten argument se zvyšováním relativistické hmotnosti, ovšem tu měříme ze Země, v soustavě rakety se hmotnost nemění. Proto mi nebylo jasné, jak to vypadá z pohledu té rakety. Ještě jednou díky.
Re: Re: ekonomika relativistických rychlostí
Pavel Brož,2015-05-21 21:22:37
Ano, je to přesně tak jak píšete. Ten děj můžeme popisovat dvěma různými způsoby v závislosti na tom, zda ho budeme popisovat v té urychlované soustavě spojené s raketou, anebo v soustavě spojené se Zemí. V soustavě spojené s raketou bude vlastní hmotnost rakety (myšleno její hmotnost po odpočtení paliva) sice stále táž, ale těch 9,81 metrů za sekundu bude z pohledu Země čím dál méně v důsledku relativistického skládání rychlostí, které je samo o sobě důsledkem dilatace prostoru a času při srovnávání obou soustav (úplně exaktně řečeno důsledkem invariance fyzikálních zákonů vůči Lorentzově transformaci). Naopak v soustavě spojené se Zemí budeme měřit tu správnou rychlost, kterou měřit chceme (přírůstek vzdálenosti ku přírůstku času, obé přitom měřeno pozemskými měřítky), tzn. že potom nemusíme řešit žádnou dilataci prostoru a času ani relativistické skládání rychlostí, pro změnu se ale zase bude zvětšovat vlastní hmotnost rakety (v důsledku relativistických efektů). Finálně, ať už jedním či druhým pohledem, bude výsledek tentýž, dramatický nárůst množství paliva potřebného pro získání rychlosti blízké k rychlosti světla.
Vyloučili magnetický pole?
Petr Mikulášek,2015-05-11 10:29:27
Vidím v tom trochu problém. Buďt oto bylo v magneticky stíněné komoře a ta mohla ovlivnit mag. pole uvnitř napájenýho kýble, nebo to bylo v mag. poli Země a je tam možná interakce s ním. A taky je tady nějaká Coulombovská síla... Nevěřím, že 2,5kW by prošlo jenom tak, beze stopy. Pouhým odečtením těchto vlivů by nejsppíš byl experiment s výsledkem v oblasti nejistoty měření...
Každopádně, pokud by el. pole nebo mag. pole podobnýho systému mohlo interagovat se slunečním větrem a mag. polem Země i ve vesmíru, tak by to byla celkem užitečná věcička... Takový proudový motor na sluneční vítr s magnetickým vektorováním tahu... :D
Starý LIFTER,nesymetr.kondenzátor?
Jaroslav Mrázek,2015-05-11 06:03:45
Jak ten dopadl ? VN zdroj, stejnosměrný, cca 25 kV, napájí trojůhelník, nebo kolečko z balzy, kde spodní proužek elektroda má oproti horní elektrodě v podobě drátku mnohem větší plochu. Když to zapnete, tak to létá. Když ten stejnosměrný proud přerušujete s frekvencí desítek přerušení a zapnutí za sekundu, tak to navíc "málo žere".... tenhle systém by nebyl účinnější ???
nástřikem pepřového spraye do
Josef Hrncirik,2015-05-10 21:21:14
electromagnetic microwave cavity lze snadno realizovat bezhlučný pohon dronů,
které mohou snadno oslepovat, grilovat a dochucovat málo povolené demonstrace či shromažďování.
Teprve naprosto dokonalé vákum
Josef Hrncirik,2015-05-10 12:02:17
v kvantovém stavu -1 je tvrdší než diamant a přitom je supratekuté.
Když to bylo? neměřitelné např. ve vzduchu nebo v ? obtížně ionizovatelném a nepolárním, tj. snad za podmínek neohřátelnosti (neohřátelném) heliu? nebo suchém luftu?, proč by to mělo být měřitelné ve vakuu?
Dal bych jim k náhradě energii, pronájem a ošoupání vývěv.
Tiše jim závidím.
Publish or perish.
Obyčajný podvod?
Juraj Chovan,2015-05-10 08:56:03
"Nyní však NASA přišla s tiskovým prohlášením které má zaděláno na pořádnou senzaci."
Vie mi niekto pomôcť nájsť link na dané tlačové vyhlásenie NASA? Nachádzam totiž mnoho článkov súvisiacich s EmDrive odvolávajúcich sa na rôzne "inštitúcie" ktoré majú slovo "NASA" v názve avšak nezdá sa mi že majú so skutočnou NASA čokoľvek spoločné. Tak ma napadá či celý tento článok nie je obyčajný šikovný podvod na ktorý sa chytil nejaký technologický web a ostatní vrátane Osla ho v dobrej viere preberajú...
Re: Obyčajný podvod?
D M,2015-05-11 00:43:00
V zdrojich sem kliknul na extreme tech, a tam je dost jednoznacne odkazany dany experiment.
http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140006052
Re: Re: Obyčajný podvod?
Juraj Chovan,2015-05-11 01:28:49
V takom prípade nejde o nič nové, merania sa realizovali v roku 2013 a výsledky boli zverejnené v júli 2014, následne bol o tom článok na Oslovi http://www.osel.cz/7714-kontroverzni-elektromagneticky-pohon-opet-na-scene.html
Ak sa dobre pamätám, ťah namerali nielen aktívnej vzorke, ale aj kontrolnej vzorke ktorá nebola pod prúdom. To myslím hovorí za všetko...
Re: Re: Re: Obyčajný podvod?
Vít Výmola,2015-05-11 10:00:21
Už jsem na to reagoval jinde. Tohle není pravda:
1)Ten kontrolní vzorek byl pod proudem, měl ale jinou konfiguraci. Měl zaslepené nějaké štěrbiny a tehdejší teorie říkala, že jsou k tahu nutné. Nebyly, což neznamená, že bylo špatně měření, ale teorie.
2)Uvedené se netýká EmDrive, ale Cannae disku. Podobný, ale jiný experiment.
3)Skutečný kontrolní vzorek byl tvořen jen nějakým odporem (nebo co), opět pod proudem. Naměřen nulový tah.
4)Nové pokusy jsou významné tím, že na rozdíl od loňských byly provedeny ve vakuu.
Na rovinu: Chápu skepsi, ale to neznamená, že tady budeme pořád dokolečka omílat dávno vyvrácené nebo neexistující protiargumenty.
Americké vákum je nejlepší
Josef Hrncirik,2015-05-10 08:12:47
nejen v rozpočtu NASA. Velmi se mi líbí jak se kýblové záření generované neznámým mechanizmem a o tajné vlnové délce fokusuje v rezonátoru obřího sudu, duní v kýblu a zahřívá a taví přezmen (mincíř). Síla stojatého vlnění dostává konečně šanci vůči interakci stejnosměrných proudů aparatury se zemským mag. polem. Vákum zůstává v základním kvantovém stavu a hladce prochází všemi kýbly převlečeno za tzv. ether.
hmm..
petr straka,2015-05-09 23:37:33
čau lidi, vím, že je to mimo mísu, ale nevíte někdo jak to dopadlo s tím slavným Orbo magnetickým strojem od Steornu..před lety to proletělo všemi medii jako blesk a od té doby ticho po pěšině..
Re: hmm..
Pavel Brož,2015-05-10 00:27:29
Ticho po pěšině taky zůstalo, pouze před pěti lety založili tzv. Steorn Knowledge Development Base, prý vývojářskou komunitu, která má údajně "vysvětlovat jejich technologii", ovšem přístup je tam placený, viz http://en.wikipedia.org/wiki/Steorn . Na tomto modelu plateb za poskytování informačního know-how ostatně funguje vícero podvodníků se zázračnými stroji vyrábějícími energii z ničeho - přesněji řečeno, oni neuvádí z ničeho, to by znělo nedůvěryhodně, používají se místo toho pojmy, jako je využití "energie vakua", či "kvantového vakua", atd. atd..
Re: Re: hmm..
Jozef Drahovsky,2015-05-10 10:24:42
Zrejme na termín: „funguje vícero podvodníků se zázračnými stroji vyrábějícími energii z ničeho“ by sa urazili. Ja by som to definoval, že zarábajú peniaze za ilúziu, lebo pre väčšinu ľudí, ktorí o informácie majú záujem, je jednoduchšie za niečo zaplatiť relatívne malú čiastku, ako si dať výrazne väčšiu námahu na experimentálne, alebo aspoň teoretické overenie. Keďže peniaze sa dajú zmeniť za energiu, tak ju naozaj vyrábajú z ničoho.
skepicismus
Petros Pd,2015-05-09 21:44:42
Skeptický řístup je do určité míry prospěšný, ale jakmile se ta míra přežene může naopak škodit.Přílišný skepticismus bývá také projevem stařecké senility.....
Skeptik ale optimista :)
Vít Výmola,2015-05-09 19:29:34
Jsem skeptický k tomu, že zařízení opravdu funguje, ale hrozně bych si přál, aby fungovalo!
Jak už kdysi řekl (asi) Grygar, mimořádná tvrzení vyžadují mimořádné důkazy. Zatím jsme je nedostali, naměřené výsledky jsou na hranici přesnosti popsaného experimentu. A, co si budem malovat, experimentátoři jsou nadšenci a přání může být otcem myšlenky - a tím vůbec nemyslím, že by záměrně podváděli.
Na druhou stranu bysme neměli přehlížet, že dosavadní pokusy vyznívají kladně, nejvážněji pak experimenty ve vakuu, které odstřelily nejčastější (a nejvíc po ruce) argument, že jde ve skutečnosti interkce s okolním vzduchem.
Re: Skeptik ale optimista :)
Jiří Novák,2015-05-09 22:02:34
Nejsen fyzik. Ale je takovým problémem přidat tomu kýblíku energie? Třeba stonásobně? Tisícinásobně? Nezvětšil by se tah natolik, aby bylo měření zcela průkazné?
Re: Skeptik ale optimista :)
Jozef Drahovsky,2015-05-10 11:01:03
Možno niečo skutočne namerali, ale na potvrdenie to nestačí. Vo vákuu, ale na zemi je veľa možnosti aby niečo fungovalo, ale funguje to inak než sa na prvý pohľad sa zdá. Vytvorenie samotného ultravysokého vákua je problém. Je pravda, že kryopumpov odoberiete takmer všetky lietajúce molekuly plynu, lenže pomerne dosť ich zostane prilepených na aparatúrach ako strapce hrozna a tie môžu byť použité na reaktívny pohon a skreslenie výsledkov najmä keď sú nameraná hodnoty na hranici merania a stačí urýchliť len niekoľko molekúl. Navyše ak tam tečie elektrický prúd, hoci o minimálnej intenzite, aj tak vytvára magnetizmus, ktorý reaguje s pozemským magnetizmom a umožňuje vzájomný pohyb. Tých známych možností na interakciu je viacero a o neznámych sa môžeme len dohadovať. Takže treba reálny test funkčnosti vo vesmíre. Ak tam funkčný model poletí, tak na niečo prišli. Takže motivácia pre optimizmov je aj naďalej :)
To zase bude ostuda
Pavel Brož,2015-05-09 18:34:10
podobně, jako byla s tou nadsvětelnou rychlostí neutrin. No, nechme se překvapit za jak dlouho to praskne, u těch neutrin to trvalo skoro rok a půl, než tu chybu objevili - po roce to publikovali a během dalšího cca půl roku se vynořily tuny teorií, které to vysvětlovaly, jedna obskurnější než druhá, a všechny nakonec skončily na smetišti. Čekám, že to bude nyní podobné.
Re: To zase bude ostuda
Vladimír Wagner,2015-05-09 18:56:05
Ahoj Pavle, v tomto názoru se s Tebou plně shoduji. Hlavní problém je zde dost velký nedostatek serioznějších informací o podmínkách a experimentálních nejistotách daných měření.
To Vláďa
Pavel Brož,2015-05-09 20:42:59
Ahoj Vláďo, osobně to pasuju spíše na podvod než na omyl. Nebyl by to zdaleka první podvod ve vědě, ani poslední. Stejně tak čekám na definitivní tečku za kauzou oné zázračné italské jaderné fúze, té se taky pomalu krátí čas, ještě tak dva tři roky můžou ten debakl odkládat různými výmluvami, ale nakonec i tato bublina splaskne.
Re: To zase bude ostuda
Vít Výmola,2015-05-09 19:32:28
Souhlasím jenom částečně. Přestože aféra s neutriny nakonec vyústila v odhalení banální chyby, tak stálo za to ji pro její závažnost prověřit. Což se taky stalo. Jestli se stejně vážně přistoupí k EmDrive, pak to bude jedině dobře, ať už to dopadne jakkoliv.
Re: Re: To zase bude ostuda
Juraj Chovan,2015-05-09 20:05:16
Problém s EmDrive je že pozitívny výsledok bol nameraný už niekoľko krát a práve kvôli overeniu (a dokázaniu že je to iba chyba merania) malo dôjsť k testovaniuu v NASA. V tomto zmysle aktuálne tlačové prehlásenie NASA zamiesilo na solídny malér.
Na druhej strane je pravda že predošlé experimenty s EmDrive neboli dostatočne transparentné a ako píše pán Wagner aj k aktuálnemu meraniu poznáme len málo podrobností. Nálepka NASA nie je samo o sebe zárukou správneho výsledku, viď pár rokov dozadu "objav" baktérií s DNA na báze argónu.
EmDrive sa nesnúbi so zákonom zachovania hybnosti a to je podľa mňa rozhodne väčší fyzikálny škandál ako pánom Brožom spomínané nadsvetelné neutrína. Omyl (alebo dokonca podvod) sa núka ako najpravdepodobnejšie vysvetlenie. Teším sa na rozuzlenie ktoré prinesie (dúfam že blízka) budúcnosť.
Čili
Jan Kment,2015-05-09 17:33:40
je to takové teoretické popření teorie. Asi jako Cimrmanův přírodovědecký poznatek, že kdyby pštros kojil svá mláďata, pak by byl jediným ptákem, který kojí svá mláďata!
Re: Čili
Miroslav Novak,2015-05-10 09:16:28
tak tento Cimrmanov poznatok pri zprijemnil nedelne rano.
K veci: som presvedceny, ze EM Drive moze fungovat aj bez toho, aby bol poruseny akykolvek fyzikalny zakon. Najme ten, ze sustava sa nemoze pohnut jednym smerom bez toho, aby neinterakovala s okolim.
Bez energie to nefunguje
Jozef Drahovsky,2015-05-09 16:44:42
Podľa ma sa tu navzájom zamieňajú dve rôzne veci. Viď veta: „bez potřeby jakéhokoliv paliva, či dalšího fyzického média ke generování tahu.“ Prvá veta je podľa mňa nezmysel, lebo by prestal platiť zákon zachovania energie. Reálne sa môžeme baviť len o tej druhej.
.
Ak trochu prejdete internet tak nájdete viacero zariadení pod názvom Lifter. Je to elektrostatický motor, bez akejkoľvek pohyblivej súčiastky. Výsledkom je, že po pripojení VN generuje ťah. Nie je to žiadne perpetum mobile a platí zákon zachovanie energie. Na to aby takto pohánané zariadenie zostalo levitovať aj s užitočnou záťažou, napríklad škrečkom, treba relatívne veľa energie, lebo účinnosť je citeľne pod 100%, takže bez výkonného VN zdroje nič nezdvihnete / neudržíte.
.
Čo je zaujímavé a zatiaľ nevysvetlené je to, že netreba iného fyzického média ku generovaniu ťahu. Je samozrejmé, že vo vzduchu sa môže motor opierať o molekuly vzduchu a vo vákuu, ale na zemi sa môže opierať napríklad o zemský magnetizmus. Takže jediné reálne testovanie vidím v otvorenom vesmíre niekde na obežnej dráhe okolo slnka. Môžeme sa baviť aj o tom, že ak vo vesmíre necháme zapnutiu klasickú baterku so žiarovkou , tak vám časom uletí na základe tlaku svetla, a ak ju rozbijeme tak aj na základe tlaku emitovaných elektrónov.
Re: Bez energie to nefunguje
Milan V,2015-05-09 17:04:25
Bez energie ne, ale podle jejich tvrzení je síla větší než by měla fotonová raketa o stejném výkonu.
To by znamenalo narušení zákona o zachování hybnosti a momentu hybnosti a myslím, že s trochou chytrosti i energie. Proto je na místě skepse větší než malá.
Pokud jde o Lifter, jeho princip je dostatečně známý a jednoduchý a žádný zákon neporušuje. Mimo jiné nefunguje ve vakuu.
Lifter
Jan Valečka,2015-05-09 20:00:09
Je to tak, pokud se nepletu, tak lifter nabíjí a následně urychluje molekuly plynů ve vzduchu, který tak slouží jako fyzické méduim ke generování tahu. To je ten zásadní rozdíl. Lifter bez plynu v okolí nefunguje, neb nemá co ionizovat, urychlovat a tak vytvářet akci a reakci. emDrive, zdá se, nic takového nepotřebuje.
zvětšil jsem si obr. až na jednotlivé
Josef Hrncirik,2015-05-09 13:28:56
piksly, ale furt tam vidím jen 1 kýbl bez přívodů energie, které by kroutily s torzními váhami, které taky nevidím.
Možná by se dalo snadno nakroutit i 10 mN.
nepřevedl jsem km na m a oni tam
Josef Hrncirik,2015-05-09 12:52:04
zase neměli dokonalé vakum a špatný uN siloměr. Tah měl být nejméně 8,33 uN a se zbytkovým plynem nedefinovatelně větší.
Dosedil jsem do vzorce E=m*c2
Josef Hrncirik,2015-05-09 12:42:09
který mám na tričku a vyšel mi tah pouze 8,33 mN. To znamená, že čínské fotony se pohybují 86x pomaleji než české. To e vykompenzováno tím, že jejich hospodářství roste -86x rychleji než naše.
Žádnou starost
Milan K,2015-05-09 12:33:03
Scotty také nevěděl žádné fyzikální detaily a jak Enterprise uháněla :)
Re: Žádnou starost
Milan K,2015-05-09 13:39:28
před "a" má být čárka. ..... Škoda té skouposti zdrojů. Pokud by nešlo jen o snahu o získání dotací, byla by to paráda.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
