ناسا غیرممکن را ممکن کرد، آزمایش موتور کوانتومی که بدون سوخت کار می‌کند
از سال گذشته دانشمندان ناسا در تحقیق برای ساخت نوع جدیدی از موتور پیشرانه فضاپیما، شواهدی پیدا کردند که امکان ساخت نوعی از موتور فضایی را نشان می‌داد که به طرز حیرت‌آوری می‌تواند بدون مصرف سوخت نیرو رانشی تولید کند. شک و تردید زیادی در مورد نحوه‌ی کار این موتور وجود دارد به طوری که ناسا از اعلام نظری در مورد آن خودداری کرده و فقط می‌گوید، آن کار می‌کند.
سازمان فضایی از میان طرح‌های مختلفی که برای این موتور ارائه شده بودند با ساخت طرحی به نام رانشگر گل‌اختر(Cannae Drive) موافقت کرد. به نظر آن‌ها این طرح پیشنهادی احمقانه بود و ممکن نبود کار کند، اما اشتباه می‌کردند. رانشگر گل‌اختر توانست برخلاف قانون پایستگی تکانه (اندازه‌ی حرکت) بدون سوخت و فقط با استفاده از الکتریسیته، نیروی پیشران تولید کند. محققین این روش را پیشرانه‌ی مایکروویو یا پیشرانه‌ی پلاسمای مکش کوانتوم (QVPT) نام‌گذاری کرده‌اند؛ اما عموماً به آن سامانه‌ی پیشرانش غیرعادی می‌گویند.
emDrive نمونه‌ی اصلی QVPT است که شاید بتواند نیروی بیشتری از نمونه‌ی ناسا تولید کند
در ابتدا پس از منتشر شدن نتایج آزمایش‌ها، حدس و گمان‌های زیادی درباره‌ی نحوه‌ی عملکرد این روش به وجود آمد. دانشمندان انتظار داشتند ناسا ماهیت و منبع حرکت در این موتور و اینکه چگونه کار می‌کند را توضیح دهد؛ اما ناسا با نادیده گرفتن این انتظارات فقط شرایط انجام آزمایش‌ها را توضیح داد. آن‌ها گفتند مطمئن هستند که با کنترل شرایط محلی و جلوگیری از دخالت هرگونه نیرو و متغیری به ۳۰ تا ۵۰ میکرونیوتن فشار رسیده‌اند. با اینکه این نیرو کمتر از یک هزارم خروجی از پیشرانه‌های یونی کنونی است، اما فرق اساسی‌اش با آن‌ها این است که احتیاج به هیچ سوختی ندارد. به گفته‌ی آقای راجر شویِر مخترع (QVPT) دستگاه مورد استفاده در ناسا ناقص بوده و نیروی بسیار کمی تولید می‌کند. جالب اینجاست که این موتور پیش از این نیز توسط چینی‌ها طراحی و ساخته شده بود و حتی اطلاعات مربوط به آن نیز منتشر شده بود. حال مشخص نیست که آیا واقعا ناسا این موتور را طراحی و تولید کرده یا از طرح چینی‌ها بهره برده است.
موتورهای یونی نیرویی کم اما با سرعت بالا و مداوم تولید می‌کنند
نتیجه‌ی عملی این فناوری شگفت‌انگیز خواهد بود. پانل خورشیدی می‌تواند برق مورد نیاز را تولید کند و شتاب دهنده آن را به نیروی رانشی تبدیل کند بدون اینکه نگران به اتمام رسیدن سوخت یونی موتورهایش باشد. این روش می‌تواند سفرهای بین ستاره‌ای طولانی مدت را میسر کند و در وسایلی که احتیاج به نیروی عکس‌العمل قدرتمند و تغییر محور ندارند با هزینه‌ی کم استفاده شوند مثل نگهداری ماهواره‌ها در مدار. آقای هارولد وایت از تیم پیشرانش پیچش فضا-زمان که بر روی امکان حرکت با سرعت‌های بالاتر از نور کار می‌کند در مورد این فناوری توضیح می‌دهد که با مدل بهبود یافته‌ای از QVPT می‌توان در مدت ۳۰ سال به ستاره‌ی پروکسیما قنطورس رسید.
تا زمانی که ناسا توضیح مناسبی برای نحوه‌ی عملکرد این روش ارایه نکند بحث‌های زیادی در مورد آن وجود خواهد داشت. بسیاری از قوانین فیزیک کلاسیک می‌توانند در مقیاس کوانتوم نقض شوند و ناممکن‌های فیزیک به ممکن تبدیل شوند مانند فوتون با وزن جرمی بی‌نهایت منفی که قانون سوم نیوتن را نقض کرد. با این وجود، این آزمایش‌ها هیچ‌گاه از اندازه‌ی کوانتوم پیش نرفته‌اند. به عنوان مثال با اینکه از لحاظ تئوری یک اتم می‌تواند از میان اتم دیگر رد شود، اما ما هنوز توانایی رد شدن از میان دیوار را نداریم.
اگر پیشرانه‌ی پیچش فضا-زمان کار کند، چرا پیشرانه‌ی پلاسمای مکش کوانتومی کار نکند
گمانه زنی‌ها در مورد منبع این نیرو به ذراتی با عمر بسیار کوتاه با نام نوسانات کوانتومی خلاء می‌رسد، همان عاملی که به گفته‌ی استیون هاوکینگ باعث بخار شدن سیاه چاله‌ها می‌شود. احتمال دارد QVPT آن ذرات را به پلاسما تبدیل کرده و به عنوان پَسران به نازل می‌فرستد و از این‌جا به بعد مانند موتورهای یونی کنونی کار می‌کند. تمام این مراحل بدون نیاز به جمع‌آوری ذرات کوانتومی خلاء و یا تزریق و سرعت بخشی به آن‌ها برای خروج از موتور صورت می‌گیرد که این مسئله‌ای بسیار پیچیده و هیجان انگیز است.
آقای راجر شویِر طرح اصلی این موتور را emDrive نام گذاری کرده و طی ماه آینده به معرفی کامل آن خواهد پرداخت. او پس از مبارزه‌ای طولانی در برابر بی‌تفاوتی حرفه‌ای و شک و تردید در مورد اختراعش موفق به ارائه‌ی آن می‌شود. emDrive با Cannae Drive که ناسا آزمایش کرده متفاوت است و احتمال دارد به نیرویی بیش از مقدار ثبت شده در آزمایشگاه‌های ناسا دست پیدا کند. صحبت‌هایی در باره‌ی امکان آزمایش این موتور در فضای خارج از زمین به میان آمده، اما باید دید آیا سازمان فضایی قادر به پذیرفتن چنین هزینه‌ای خواهد بود یا خیر.
نظرات