导语
「无工质推进引擎」是一种不需要工质支持就能产生推力的引擎,只需要输入电能,就可以产生推力,而且这种推进引擎在实验中也的确产生了推力。
然而在科学实验中,这种不使用工质就能产生推力的引擎却违反了牛顿的动量守恒定律,因此这种引擎在科学界引起了极大的轰动,也引发了科学界的巨大争议。
在2016年,哈罗德•怀特教授研究小组在实验中,发现这种引擎并不是一种破坏科学定律的引擎,而是可以通过一定的物理定律来解释的,因此这种引擎在科学界受到了极大的追捧,也被认为是「最有希望的无工质推进引擎」。
然而没过多久,这种引擎又被NASA的科学家判了「死刑」,认为这种引擎是不可能实现的,那么这种引擎究竟有多大的争议呢?
一、无工质推进引擎。
2010年,万能的谷歌上线了一款名为「EmDrive」的引擎,这款引擎制作的原理是通过在空腔内放置一定的电磁波,然后在空腔内形成的电磁波总的动量将会向空腔的同一个方向增加,由此就会产生一个向后的动量,这就会产生一个向前的推力。
这种引擎可以在不需要工质的情况下就能产生推力,因此这种引擎也被称之为「无工质推进引擎」,而且这种引擎的推力效果也很大,因此EmDrive在科学界引起了巨大的轰动,人们也对这种引擎的可能性极为看好。
然而这种引擎也引起了许多科学家的质疑,因为这种引擎在产生推力的过程中违反了牛顿的动量守恒定律,因此在科学界产生了巨大的争议。
在2010年,这种引擎只是在实验中被证实了这种引擎的可能性,但是在实际中并没有实际的应用,因此在科学界对这种引擎的争议也日益的加大,因为这个引擎实际上是从电磁辐射力产生的推力。
电磁辐射力并不是一种推进力,它本身是一种阻力,而且这种阻力在大部分情况下都比较小,因此在大部分的物理实验中电磁辐射力都是可以忽略不计的,因此在科学界对这种引擎的争议就更大了。
而且牛顿第三定律是力的平衡定律,它不仅仅适用于力,还适用于动量,根据牛顿第三定律可以很容易的得出,如果没有推进工质,那么推进力就要小于零,也就是说电磁辐射力能产生推力。
然而在科学界的实验中,这种引擎的推力效果却非常的明显,这就让科学界的人们对这种引擎产生了极大的兴趣,有人认为可能是在实验的过程中出现了一些干扰,导致实验结果出现了错误。
因此在实验的过程中必须要排除实验的一切干扰,来验证这种引擎的真实性,为了验证这种引擎的真实性,科学家们进行了多次的实验,然而不管是在中国还是在美国,这种引擎的实验结果都是产生了推力,因此在科学界对这种引擎的争议就更大了。
二、EmDrive的实验。
在2016年,哈罗德•怀特教授研究小组对这种引擎进行了实验,实验的结果显示这种引擎的实际效果和理论相一致,从而证实了这种引擎是真实存在的,同时还对这种引擎产生推力的原理进行了解释。
他们发现这种引擎在产生推力的过程中不仅仅是电磁辐射力产生了推力,同时也会产生一种压力,这种压力可以从另一种角度来解释牛顿第三定律,从而也不会违背牛顿第三定律,这种引擎也可以通过一定的物理定律来解释。
他们在实验的时候分别改变了两种不同的结构,一种是实验结构的一半是与电磁波不发生相互作用的结构,另一半是发生相互作用的结构,另一种则是实验结构的一半是与电磁波发生相互作用的结构,另一半则是不发生相互作用的结构。
在实验的过程中,他们发现在前一种实验结构中并没有产生推力,而在后一种实验结构中就产生了推力,由此他们就得出了这种引擎产生推力的原理,而且两种实验结果都符合他们的结论。
这种引擎在产生推力的过程中有可能是由于在供电线路中的电流产生的电磁辐射力,切割了地球磁场的磁力线,从而产生的推力,这种引擎可能存在着一些实验干扰的可能。
因此在进行这种引擎的实验的时候,他们在实验的过程中排除了一切可能的干扰,然而在他们的实验结果中,这种引擎的实验结果却和以往的实验结果不尽相同,他们并没有观察到这种引擎产生推力的实际效果,因此在科学界的对这种引擎的争议就更大了。
三、发动机的选择。
目前在火箭上面使用的发动机主要有两种,一种是化学燃料火箭,另一种是离子推进火箭,这两种发动机各有其适用的范围。
化学燃料火箭在发射的时候非常的强劲,但是它的推力却非常的低,因此在发射的时候可以搭载更多的工质,但是在太空中飞行就非常的不适合,因为它的推力不够,且工质消耗的非常快。
在离子推进火箭上面,它没有化学燃料火箭推进力强大的优点,但是它却有工质消耗小的优点,因此在太空中飞行的时候可以搭载更多的工质,但是它在地球发射的时候却不适合,因为它的推力不够。
在未来要想实现星际探索,就必须要开发出新型的发动机,以适应太空探测的发展,目前有关新型发动机的研究也逐渐浮出水面,其中就有核聚变引擎以及曲速引擎。
核聚变引擎是将氢气转变为氦气,然后再将氦气转变为氢气,从而不断的释放出能量,从而产生推力,核聚变引擎在太空探测中有着非常巨大的优势,而且在实验中已经将氢气转变为氦气,从而产生能量。
曲速引擎则是从科幻电影中走出来的,这种引擎通过控制太空时间的扭曲,从而实现太空飞船的快速移动,从而实现在星际之间的探测。
结语
EmDrive的实验结果以及NASA的实验结果都显示这种引擎的实际效果和理论相一致,但是在NASA的实验结果中却没有发现这种引擎产生推力的实际效果,因此这种引擎的实验效果存在很大的争议。
然而这种争议也反映了科学探索中对于传统定律的挑战和探索,种挑战和探索对于开创新的科学领域具有非常的重要意义,因此在科学探索的道路上充满了挑战和未知,在探索新型发动机的同时,科学家们也在不断优化传统的火箭发动机,以提高空间探测的效率和可靠性。
未来的空间探索将需要不同类型的发动机相互配合,发挥各自优势,以应对更加复杂和长远的探索任务。
同时也提醒科学家们在探索新技术时要谨慎求证,避免过早宣称取得突破,以免造成科学界的混淆和误解,需要科学家们保持开放的思维和态度,勇于探索未知领域,推动科学技术的发展。