理解方式一
哥伦比亚大学的天文学家 David Kipping 发表了一篇论文,提出采用光帆设计的航天器在理论上可借黑洞来实现接近光速的航行速度。在论文中,Kipping 使用了一个双黑洞系统模型,借助在双黑洞系统内基于光帆技术的动能传递,来实现航天器的进阶加减速。
其原理如上图,借双洞系统中的移动黑洞引力场来为由激光发射器所发射的光子加速。具体来说,由于光子具有可测的静止质量,我们便可通过将光子朝黑洞附近的预定轨道发射,使光子在借黑洞引力场绕轨道加速“一周”后再打到航天器的“光帆”上,由此让航天器获得比激光发射器功率大得多的光子加速效果,借双洞系统实现高效率的大幅加减速。
这个过程的作用就是,黑洞和激光发生源的相对位置发生了变化。
这种系统同样可以用来解释EMdrive的原理。将激光换成微波,将加速光子的作用换成削弱微波的强度,而换成微波后得到的作用是,整套EMdrive(含微波源)的粒子之间的间隙变大,即热膨胀,并会产生一个微波源发射相反方向的力(其他方向是无法测量到力的)。
理解方式二
光帆的原理,光子是具有一定质量、动量和速度的,光打在物质上微光上能够产生微弱的推力。
典型能带跃迁,光子具有加速,减速的作用,使得光帆移动。光帆是经过大量工程实例验证可以的。哪能不够用来解释Emdrive呢?
根据NASA的论文,认为EMdrive实际测量到的推力至少比微波光压大2个数量级。但这个EMDrive会不会是光压的放大器?那EMdrive又是如何放大推力的呢?
如上图,在粒子(电子、离子、还是晶格?)微波场中,粒子能获得能量,并辐射能量,而辐射的能量、动量直接存储到EMdrive的腔体里。因不对称的作用,从而对外做功,获得推力。
实践出真理,我们所有的假设、推断都可以同实验来检验分析。
基于理解方式一,我们可以设计一个更大的腔体,并将腔体安装在一个巨大的水池里。水池有数十吨的水,按照在重力方向上发射微波。通过增加水池内水的粒子空间,获得前进的推力。如果改变微波发射方向,能够改变推力的方向。则说明这个解释成立。
方式一理解用一句话总结:微波转向产生了对外推力。
基于理解方式二,需要根据腔体产生电磁场的分布,在腔体合适的位置开孔,将腔体防止在水池或水蒸气中,并在腔体内部加入玻璃或塑料护罩防止腔体外的水分子进入。通过更加合理的电磁场分布,扩大微波定向有序对粒子做功的能力。提升对外的推力。
方式二理解用一句话总结:微波场中粒子的选择性定向加减速产生对外推力。
在核聚变、核裂变,正负粒子湮灭等现象中产生了物质的运动。传递运动的物质规律大部分已经被人们所熟知,无工质引擎在当前人们的认知中是不可能实现的。那么是否能够脱离粒子的宏观实体而传递这个运动源泉(即核聚变、裂变、正负粒子湮灭造成的物质运动)。如果可以解释,是否可以认为,无工质推进只是利用核聚变、核裂变,正负粒子湮灭等运动源泉产生的运动,达成宏观实体不需要像化学火箭、电推一样的粒子分离就能实现空间内可控运动?
在当前的认知中,如果脱离了物质传递运动源泉,被认为是一个不可能的事情。可能是忽视了微波、热辐射和光也是物质。能量守恒定律的使用需要考虑,热辐射、微波还有系统性能量守恒要考虑分时间,在考虑了微波、热辐射等因素,时间的前移,后置等因素之后EMdrive说不定能满足动量守恒。
原文标题 : EMdrive 产生推力的两种理解