Kad NASA inženjer najavljuje novi i revolucionarni motor koji bi nas mogao odvesti do zvijezda, lako se uzbuditi. Ali demoni su u pojedinostima, a kad pogledate stvarni članak, stvari izgledaju daleko manje obećavajuće.
Za početak, članak je kontura ideje, a ne recenzirani rad. Kao što autor David Burns ističe na posljednjoj stranici, osnovni koncept je nedokazan, nisu ga pregledali stručnjaci, a matematičke pogreške mogu postojati. Burnsov predloženi "spiralni motor" također bi bio bez reakcija, sličan EM-Drive, i tako bi prekršio Newtonov treći zakon kretanja. Bilo bi lako samo odbaciti posao i krenuti dalje, ali želio bih pogledati detalje jer je to zanimljiva (iako pogrešna) ideja.
Počnimo s reaktivnim pogonima općenito. I ovaj Helical Engine i EM-Drive prije njega su "bez reakcije", jer za razliku od tradicionalnih raketa i potiskivača ne izbacuju pogonsko gorivo. U njihovom srcu sve se rakete temelje na Newtonovom trećem zakonu kretanja, koji kaže da za svaku silu koju primijenite na svoju raketu mora postojati jednaka suprotna sila primijenjena na nešto drugo. Za raketu, to je neka vrsta goriva. Izbacite vrući plin stražnjim krajem svoje rakete velikom brzinom, a Newtonovim trećim zakonom raketa se kreće prema naprijed. Lako grašak.
Problem s tim je što za postizanje brzog prolaska rakete morate nositi hrpu goriva sa sobom. Primjerice, Saturnu V bilo je potrebno sagorjeti oko 20 kilograma goriva za svaki 1 kilogram korisnog tereta samo da bi stigao na Mjesec.
Stvari se pogoršavaju što dalje putujete. Ako želite poslati sondu do najbližih zvijezda, trebat će vam oko 2.000 kilograma goriva za svaki kilogram korisnog tereta, a vaše putovanje i dalje bi trajalo 100.000 godina. Sigurno je reći da nas tradicionalne rakete neće dovesti do zvijezda.
Pogon bez reakcije je drugačiji. Dao bi potisak vašoj raketi bez izbacivanja goriva iz stražnjeg kraja, tako da vam ne treba sva ta dodatna težina. Sve što trebate je snaga koju možete dobiti od solarnih panela ili fuzijskog reaktora. Odnos goriva i korisnog opterećenja bio bi u osnovi 1 prema 1. Jedina je mana što pogoni bez reakcije krše Newtonov treći zakon.
Sada biste mogli tvrditi da je Einstein dokazao da Newton nije u pravu, što je istina, ali Einsteinova teorija relativnosti se slaže s Newtonovim trećim zakonom. Isto vrijedi i za kvantnu teoriju. Ako pogoni bez reakcije djeluju, onda su tri stoljeća fizike pogrešna.
Obožavatelji EM-Drive tvrde upravo to. EM-pogon djeluje, kažu, pa Newtonov treći zakon je pogrešan. Razdoblje. Ono što ovaj novi Helical Engine čini zanimljivim jest to što on pokušava jednostavno igrati Newton protiv sebe koristeći relativističku masu, umjesto da jednostavno krši Newtonov treći zakon.
Osnovna ideja je pomicanje mase naprijed-nazad unutar rakete, poput odbijanja lopte naprijed-nazad. Ako biste to učinili normalnom masom, kad lopta udari u prednji dio rakete, raketa bi se malo pomaknula prema naprijed, a kad lopta udari u stražnji dio rakete bi se malo pomaknula natrag. Drugim riječima, raketa bi se samo njihala naprijed i natrag dok lopta odskače naprijed-nazad.
Burns predlaže da se to učini s česticama u spiralnom akceleratoru čestica. Kako se čestice penju prema gore i dolje, raketa se kreće po Newtonovom trećem zakonu. Ali Burns također predlaže ubrzanje čestica do skoro svjetlosne brzine jer se nalaze na prednjem dijelu rakete i usporavanje na stražnjoj strani. Relativnost kaže da čestice koje se kreću brzinom svjetlosti imaju veću masu od sporih čestica, pa su teže na prednjem dijelu rakete nego straga.
Vraćajući se analogiji kugli, to bi bilo kao da vaša kugla čarobno dobije masu prije nego što udari u prednji dio rakete, a izgubi masu prije nego što udari u stražnji dio. Prema Newtonovim zakonima, to znači da bi lopta dala raketi veći pritisak naprijed nego nazad, a raketa bi ubrzavala prema naprijed.
Ako biste mogli upotrijebiti čarobnu kuglu za promjenu mase, ova bi ideja uspjela. No, relativnost se još uvijek pokorava Newtonovom trećem zakonu, tako da ideja ne funkcionira u stvarnom svijetu. Burns je u pravu da u njegovom radu postoji greška, ali to je suptilna.
Njegov dizajn samo ubrzava kružno kretanje čestica, pa pretpostavlja da bi njihova brzina prema naprijed i natrag duž osi rakete trebala ostati konstantna. Ali u relativnosti, kako se masa čestica povećava, njihova brzina duž osi bi se usporila. To je zbog relativističkih učinaka vremenske dilatacije i kontrakcije duljine. Kao rezultat, čestice daju raketi jednaki pritisak na oba kraja. Einsteinove teorije ne dopuštaju vam da zaobiđete Newton.
Iskreno, Burns je znao da je njegova ideja dugoročno pucala, zbog čega ga je izneo drugima na pregled. O tome se zapravo radi u znanosti. To je i razlog zašto se vrijedi samo malo uzbuditi kad se iznose ideje poput ove. Većina njih neće uspjeti, ali jednog dana jedan će možda uspjeti. Mogli bismo doći do zvijezda na kraju krajeva, ali samo ako smo voljni nastaviti testirati nove ideje.
Izvor: Helical Engine David Burns
