Раскрыта загадка нарушающего законы физики двигателя

Ученый Чен Ву из Института механики Китайской академии наук предложил свое объяснение того, почему двигатель EmDrive, принцип работы которого вызывает споры у специалистов, не нарушает законы физики. Поясняющая заметка принята к публикации в рецензируемый журнал Acta Astronautica.

Специалист обратил внимание на изначальное объяснение работы EmDrive, предложенное создателем агрегата британцем Роджером Шойером. В нем для расчета тяги, развиваемой EmDrive, учитываются только две вертикальные силы, но пренебрегается влиянием сил, имеющих горизонтальные составляющие.

Учет последних, по мнению Ву, позволяет избежать противоречия, связанного с кажущимся нарушением EmDrive закона сохранения импульса. Неучтенный Шойером вклад в таком случае математически сводится к поверхностному интегралу от вектора Умова-Пойнтинга (вектору плотности потока энергии электромагнитного поля), а физически — к радиационному давлению на боковые стенки полости EmDrive.

Ву отмечает, что в силу ее осевой симметрии горизонтальные и вертикальные вклады ранее неучтенных сил в среднем компенсируют друг друга, однако в течение коротких промежутков времени, порядка десяти наносекунд, возможно нарушение равновесия.

Концептуально двигатель EmDrive состоит из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает ведро. Конструкция, предложенная впервые в 1999 году Шойером, позволяет, по его словам, преобразовывать излучение в тягу.

В ноябре 2016 года группа ученых из НАСА опубликовала статью об EmDrive в реферируемом журнале Journal of Propulsion and Power. Там сообщается, что EmDrive в вакууме развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. Рецензенты не смогли найти ошибок в конструкции испытательного стенда и агрегата, а авторы работы — обратной силы, отвечающей на развиваемую EmDrive реактивную тягу, которая должна присутствовать в соответствии с законом сохранения импульса.

Законы сохранения являются следствием свойств симметрии пространства-времени. Например, закон сохранения импульса есть отражение однородности пространства — равноправности его свойств вне зависимости от выбранной в нем точки, а закон сохранения энергии — однородности времени.