[Перевод] Возможное объяснение результатов испытаний EmDrive
Это всего лишь комментарий на Reddit. Но он мне показался весьма интересным, а упоминаний в русскоязычных дискуссиях я не видел. Абзацы, помеченные TL; DR, пропущены.
NASA опубликовало статью «Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum» в рецензируемом журнале. Есть ли в ней серьёзные недостатки?
Да. Много. Но сфокусируемся на одном из них: по моему прочтению статьи, данные совершенно ясно показывают, что измеренное авторами смещение вызвано тепловым расширением, а не тягой, созданной полостью. Конечно, я сам не работал с аппаратом, и поэтому не могу утверждать это со стопроцентной уверенностью, но я убеждён, и считаю, что вы тоже должны быть.
Всё дело в рисунке 7. Я его разметил здесь [Примечание переводчика: в тексте метки на английском, чтобы можно было сравнить]. Обратите внимание на калибровочный импульс, синий участок между «On» и «Off». Он показывает, как балансир реагирует на приложенную силу. Особое внимание обратите на то, как быстро он возвращается в исходную позицию после окончания импульса. Видите, как он отскакивает, когда сила исчезает? Вот качественное проведение эксперимента: применили точно известную силу и показали реакцию.
А теперь посмотрим на радиочастотный импульс, который используется для питания EmDrive (золотая линия на том рисунке). В центре внимания авторов начало этого импульса, а я бы хотел, чтобы вы посмотрели на его конец, который помечен «No response to RF-Off» [«Нет реакции на отключение РЧ»]. Видите, как пружина не возвращается сразу к исходной позиции? Да, след начинает падать, но слишком медленно для возвращения пружины. Вместо этого очень похоже, что импульс что-то нагрел и после его конца оно медленно охлаждается. График прямо из учебника.
Итак, вместо «нового физического эффекта», простое объяснение состоит в том, что импульс нагревает оборудование и изменяет положение равновесия балансира. Я должен сказать, что это упомянуто в их списке возможных ошибок, и они пытаются отвергнуть это объяснение, но по графикам всё видно. Почти на всех нет того быстрого возврата, который должен быть.
Давайте посмотрим на их попытку отвергнуть это объяснение и увидим, что она только сильнее его подтверждает. Они пишут, что система настроена так, чтобы реагировать медленно (хотя быстрая или медленная, эта скорость реакции должна быть одинаковой для калибровки и для рабочего импульса). В более ранней «разделённой конфигурации» она была быстрее и рисунок 12 из статьи тому примером. Давайте на него посмотрим.
Видите «звон» (затухающие колебания) на обоих концах калибровочного импульса (помечено «Ringing indicates underdamping»)? Он показывает, что система недодемпфирована. Это хорошо — как экспериментатор, вы предпочитаете быструю реакцию и готовы за неё платить небольшой пульсацией. А вот теперь посмотрите на рабочий импульс, а точнее, на его окончание. Никакого звона! Этого совершенно решающая улика. Одного этого графика достаточно, чтобы выбросить весь эксперимент. Отсутствие звона полностью исключает возврат пружинной системы к равновесию. То есть, когда EmDrive включен, он не растягивает пружину. Их эксперимент строго доказал, что EmDrive не создаёт тягу!
Рисунок 12 это решающее доказательство того, что что бы ни двигалось при запуске EmDrive, это не та система, которая предназначена для измерения тяги. Они измеряют не то, что им кажется.
Несколько последних замечаний. Во-первых, Уайту стоило бы опубликовать полные данные эксперимента. Меня обвинили в том, что аргумент слишком поверхностный. Будь у нас исходные данные, мы могли бы сделать точные вычисления, создать блокноты IPython, все могли бы увидеть анализ и обсуждать это количественно, а не качественно. В статье данных мало, так что проблема не на моей стороне. Это было бы полезно для всех.
Во-вторых, вот небольшой список улучшений, который я предложил бы любому желающему воспроизвести эксперимент. Они позволят непосредственно опровергнуть это объяснение. [Примечание переводчика: кроме первого пункта, тут как раз сконцентрировались незнакомые мне термины, так что предпочту не врать. Надеюсь, в комментариях кто-нибудь предложит свои варианты, но завтра я уезжаю и не уверен, что успею внести их в статью.]
- Снимайте температурные данные в реальном времени. Разместите сенсоры, где только можно. Термопары очень легки и дёшевы. Это позволит количественно оценить тепловое расширение.
- …
