В космос… на аномальном двигателе

Перефразируя слова кота Матроскина из мультфильма «Каникулы в Простоквашино», скажем: чтобы разогнать в космосе что-нибудь нужное, сначала нужно выбросить в противоположном направлении что-нибудь ненужное. А у нас, землян, такого количества топлива, чтобы лететь к звёздам, нет! Однако изобретённая уже более десяти лет тому назад технология EmDrive, кажется, доказывает: для разгона в межзвёздном пространстве их двигателю… вообще не нужно топливо! Так неужели полёты к далёким мирам наконец-то стали реальностью?!

Рабочая модель двигателя, построенного по данной технологии, крайне проста: сопло-корпус с магнетроном (излучателем микроволн, как в домашней микроволновке) внутри. Однако фокус заключается в том, что микроволны не выходят за пределы корпуса, а тяга у двигателя всё-таки есть! Это подтвердили и независимые эксперименты в NASA, и учёные из Института аэрокосмического инжиниринга при Дрезденском техническом университете. Несмотря на то что тяга фиксируется приборами, природа её неясна и в прямом смысле пока аномальна, потому что нарушает базовый физический закон — сохранения импульса.

Само собой, такой феномен породил локальную бурю в научных кругах. Пока одни учёные сомневаются в том, что двигатель вообще работает (например, Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института), другие, как Эрик Дэвис из Института продвинутых исследований в Остине (США), обращают внимание на то, что полученная тяга микроскопична и для аэрокосмической отрасли совершенно неинтересна. Однако это не так: зарегистрированная NASA тяга двигателя в 0,4 ньютона на киловатт позволила бы доставить, скажем, станцию New Horizons к Плутону всего за полтора года, а не за десяток лет, как получилось сегодня.

Что касается обвинений в погрешностях измерений (иными словами, что фиксирующейся тяги на самом деле нет), то эксперимент в немецком Институте аэрокосмического инжиниринга был поставлен известным в научных кругах «разрушителем легенд» Мартином Таджмаром. Однако, несмотря на тщательный подход к эксперименту, тягу обнаружить удалось, а её причину — нет. Оппоненты, кстати, указывали на ещё один аномальный эффект — тяга не исчезает и после выключения двигателя, что, по их мнению, свидетельствует о некоем тепловом эффекте, влияющем на показания приборов. Однако Мартин в отчёте подробно описал свои действия по теплозащите и магнитному экранированию приборов.

Любопытно, что в 19-м веке на страницах American Journal of Science американские физики Альберт Майкельсон и Генри Морли опубликовали описание эксперимента со столь же аномальными свойствами, которые они не смогли объяснить. Эта работа привела к кризису теории эфира и в конце концов возникновению теории относительности. Эксперименты начала 20-го века по бета-распаду и вовсе нарушали закон сохранения энергии, однако и их природу со временем удалось узнать.

Жюль Верн, который писал научную фантастику в прямом смысле этого слова, вскоре после описания Максвеллом природы света предположил, что двигателем для межзвёздных кораблей может стать парус-зеркало, который будут толкать вперёд отражённые фотоны. Таким образом можно будет разгонять корабль до световой скорости и замедлять его, не нуждаясь в топливе!

Долгое время это предложение так и оставалось фантастическим (для реализации требовались сверхлёгкие — не более 0,1 грамма на квадратный метр — паруса), пока сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Филипп Лубин не предложил использовать парус существенно меньшей площади, разгоняемый лазером. Причём не одним лазером (в 1970-е годы, когда был предложен этот проект, требуемая мощность ещё не была достигнута), а группой, соединённой по принципу фазированной антенной решётки. Такой ход позволял двигать зонды массой до 10 тонн в пределах Солнечной системы. Правда, сэкономив на размере паруса зонда, изобретатель просчитался в размере солнечных батарей орбитальных лазеров — их площадь должна была составлять тысячи километров, но принцип «из фантастики в реальность» был продемонстрирован.

Кстати, похожий двигатель (лазер извне взаимодействует с топливом на борту) уже создан у нас, в Научно-исследовательском институте оптико-электронного приборостроения.

— В ходе экспериментов наши модели поднимались пока лишь до нескольких десятков метров вверх, — рассказывает об испытаниях под Санкт-Петербургом начальник лаборатории газовых лазеров Юрий Резунков. — Но расчёты показывают, что уже сегодня при помощи нашего двигателя мы можем поднять спутник весом 100 килограммов на орбиту до 100 километров. Впрочем, спутник можно забрасывать и дальше. Но для этого лазерная установка должна находиться в космосе, к примеру на борту МКС.

Идея с искривлением пространства также очень популярная в фантастике, нашла воплощение в идее мексиканского физика Мигеля Алькубьерре, который предложил использовать отрицательную энергию для свёртывания пространства перед космическим кораблём и развёртывания его позади. Таким образом, корабль, путешествуя внутри «пузыря», будет двигаться очень быстро. Идея была очень новаторской и очень сырой (так, для перемещения корабля диаметром 200 метров на «отрицательно энергетической» установке потребуется энергия, эквивалентная массе Юпитера), однако в последние годы она была существенно доработана. «Пузырь» превратился в «бублик», а необходимость в отрицательной энергии отпала, что сделало возможным такие перемещения на «топливе», эквивалентном нескольким сотням килограммов массы. В 2013 году сотрудник НАСА Гарольд Уайт поставил эксперимент, чтобы проверить возможность такого способа передвижения, и он показал наличие искривления пространства. Кстати, группа Уайта подвергла тому же эксперименту и упомянутый в начале статьи EmDrive, который также показал наличие в рабочей камере искривления пространства.

Безусловно, некоторые открытия значительно опережают своё время. Паровая турбина была известна ещё в Древнем Риме, однако бум паровых механизмов начался только в конце 18-го века. Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания поехал ещё в 1807 году, но мы привыкли считать, что его внедрил Форд в начале 20-го века. Эйнштейн в 1934 году высказался в том смысле, что «нет ни малейших признаков, что атомную энергию когда-либо удастся использовать», а через 11 лет Хиросима и Нагасаки были стёрты с лица земли. Таким образом, может быть, ещё при нашей жизни мы сумеем облететь планеты Солнечной системы на корабле с двигателем, свойства которого сегодня считаются ненаучными и аномальными? И тогда, возможно, нашему взору предстанет то, что до этого описывалось лишь в фантастике — например, в «Небесном корабле» Соруса Михаэлиса: «Словно кто сдвинул крышку с иллюминованного изнутри часового стекла. Эрколэ лежал как бы на краю светящейся бездны и глядел вниз, в волшебное сияние полос спектра. Он как бы парил над сияющим провалом во мраке. Огненные цветные полосы чередовались, переходя из одного оттенка в другой, образуя трепещущую, знойную скалу; радужный мост из пламенеющего пурпура, текучей серной желтизны, расплавленной лазури, режущей глаз ярь-зелени, радугу из радуг, ослепительное великолепие, безумие красок!…».

Юрий ДАНИЛОВ