Žmonija turi įgimtą siekį tyrinėti kuo plačiau ir kuo daugiau. Tačiau, kuomet kalbama apie kosmosą, susiduriama su milžiniška problema. Tiksliau, su milžiniška erdve: net keliaujant maksimaliu fundamentaliosios fizikos leidžiamu greičiu iki pačios artimiausios žvaigždės reikėtų skrieti kelis metus.
Žmonija turi įgimtą siekį tyrinėti kuo plačiau ir kuo daugiau. Tačiau, kuomet kalbama apie kosmosą, susiduriama su milžiniška problema. Tiksliau, su milžiniška erdve: net keliaujant maksimaliu fundamentaliosios fizikos leidžiamu greičiu iki pačios artimiausios žvaigždės reikėtų skrieti kelis metus, rašo „Science Alert“.
Asociatyvi nuotr.
Bet kitas įgimtas žmonijos siekis – susidūrus su problemomis ieškoti jų sprendimo. Būtent tuo savo laisvalaikiu užsiėmė NASA inžinierius Davidas Burnsas. Jis sugalvojo tokio variklio koncepciją, kad teoriškai variklis galėtų pasiekti net 99 proc. šviesos greičio – ir nenaudojant jokio propelento.
Savo idėją jis paviešino NASA techninių ataskaitų tarnybinėje stotyje. Idėjos vardas – spiralinis variklis (angl. helical engine). Teoriškai jo veikimo pagrindas yra masės pokytis išvysčius reliatyvistinį greitį – tokį, kuris yra artimas šviesos greičiui vakuume. Bet kol kas inžinieriaus idėjų nėra įvertinę ekspertai.
Savaime suprantama, ši idėja sukėlė panašų susidomėjimą, kaip ir „EM Drive“ variklis, kuris, kaip buvo manoma, geba generuoti stūmos jėgą vakuume be jokio propelento. Anuokart ekspertai puolė tvirtinti, kad variklis „galimai pažeidžia fizikos dėsnius“.
Ir nors naujausoji idėja yra žavinga, galima net neabejoti, kad artimiausiu metu ji jokių fizikos dėsnių pažeidinėti neketina.
Norėdamas nusakyti savo koncepciją D. Burnsas siūlo minties eksperimentą: įsivaizduokite dėžę su svarmeniu viduje. Svarmuo prie priešingų dėžės sienų pritvirtintas spiralėmis ir svyruoja pirmyn bei atgal. Vakuume – tokiame, koks tvyro kosmose – toks svarmens judėjimas judintų visą dėžę, nors pats svarmuo atrodytų tarsi stovintis vietoje. Įsivaizduokite tai tarsi vaizdo įrašą, kur svarmuo juda dėžėje, tačiau vaizdas yra stabilizuojamas ne pagal dėžės, o pagal svarmens buvimo vietą.
Įprastomis sąlygomis dėžė pirmyn ir atgal siūbuotų nekeisdama savo vidutinės pozicijos. Tačiau jeigu svarmens masė viena kažkuria kryptimi didėtų, būtų generuojama stūma viena kryptimi, todėl ir visa dėžė pajudėtų.
Judesio momento tvermės dėsnis tvirtina, kad sistema išlaiko savo judėjimo kryptį ir greitį, jeigu jos neveikia jokios išorinės jėgos. Tad pagal šį dėsnį toks variklis veikti neturėtų.
Tačiau specialiojoje reliatyvumo teorijoje yra viena spraga, jei ją galima būtų taip pavadinti: anot šios teorijos, objektas, kurio greitis artėja prie šviesos greičio, įgyja masę. Tad jeigu svarmenį dėžėje pakeistumėte jonais, o dėžę – kilpa, tuomet teoriškai būtų įmanoma padaryti taip, kad viename kilpos gale jonai judėtų greičiau, o kitame – lėčiau.
Bet D. Burnso variklis nėra viena uždara kilpa. Tai yra spiralė. Už tai ir variklio pavadinimas toks – spiralinis.
„Variklis kilpoje esančius jonus įgreitintų iki vidutinio reliatyvistinio greičio, o vėliau tą greitį nestipriai keistų taip, kad pasireikštų tų jonų masės skirtumai. Tuomet variklis jonus stumdytų pirmyn ir atgal, sukurdamas stūmą judėjimo kryptimi. Variklyje nebūtų jokių judančių detalių, išskyrus jonus, kurie juda vakuumine trasa, įkalinti elektriniame ir magnetiniame lauke“, – savo koncepciją aprašo NASA inžinierius.
Skamba labai smagiai? Taip ir yra. Bet tik teoriškai. Norint idėją įgyvendinti praktiškai reikėtų įveikti nemažai kliūčių.
Anot leidinio „New Scientist“, spiralinė kamera turėtų būti labai didelė. Maždaug 200 metrų ilgio ir 12 metrų skersmens. Maža to, norint generuoti vos 1 niutoną stūmos reikėtų sunaudoti 165 megavatus energijos. Įsivaizduokite – visai nemažos elektrinės galios reikėtų tam, kad vieno kilogramo masės kūną pagreitintume iki metro per sekundę. Sąnaudos milžiniškos, o nauda – labai ribota. Tad tokio variklio efektyvumas būtų siaubingai mažas.
Bet kas, jeigu tai būtų daroma kosmoso vakuume? Idėja gali pasiteisinti. „Turint pakankamai laiko ir galios toks variklis galėtų pagreitėti iki 99 procentų šviesos greičio“, – tikino D. Burnsas.
Yra ir dar viena kliūtis. Žmonės. Ne visi (bet gana reikšminga mūsų dalis) desperatiškai nori pasiekti tarpžvaigždinę erdvę. Galbūt jos niekada savo istorijoje ir nepasieksime. Bet jei niekada nebandysime, tai „galbūt“ taps „neabejotinai“. Tad kas nerizikuoja, tas negeria šampano tarpžvaigždinėje erdvėje.
D. Burnsas savo pristatyme taip pat įvertino mažo efektyvumo problemą ir neneigė, kad ekspertai dar nėra įvertinę jo koncepcijos, tad matematiniuose skaičiavimuose gali būti klaidų. Juk tikslaus tarpžvaigždinio variklio projekto dar neturime – jo užuomazgos yra tik teorinės, tad laisvės skaičiavimams yra labai daug.
Visgi turime teorinį pamatą tokiam varikliui kurti. Ir svajonę kada nors pasiekti žvaigždes.
Išsamiau panagrinėti D. Burnso koncepciją galima šioje svetainėje.
