נאס"א פרסמה את המאמר המדעי על המנוע שמסוגל לכאורה להטיס חלליות בלי צורך בדלק מתכלה. האם מדובר בהפרה של חוקי הפיזיקה, בטעות חישוב או בניצול היבטים ייחודיים של תורת הקוונטים?
האם אנו עומדים בפתחה של מהפכה במסע לחלל? לפני כמה ימים פרסמה סוכנות החלל האמריקאית מאמר מהפכני המדווח על תוצאות ניסוי שנערך במנוע EMDRIVE, העושה שימוש בשדה חשמלי ליצירת כח דחף, ללא כל צורך בדלק רקטי או חומר פליטה אחר.
מנועים רקטיים פועלים כולם על אותו עקרון בסיסי: לפי חוק שימור התנע, במערכת סגורה התנע (מכפלת המסה במהירות) נשמר. ולכן, כאשר דוחקים דלק רקטי למשל במהירות גבוהה, הטיל או החללית ינועו בהתאם בכיוון השני. המגבלה העיקרית בשיטה זו, היא העובדה שהתאוצה המקסימלית נקבעת על ידי כמות הדלק שהחללית נשאה מלכתחילה. למרות חידושים ושיפורים בשיטות אלו, המגבלה על המהירות היא יסודית.
המנוע החדש מציע לכאורה "שינוי פרדיגמה", ומראה היתכנות של יצירת כח דחף ללא פליטה של דלק או חומר אחר, פשוט באמצעות מניפולציה של שדות אלקטומגנטיים. המדען הבריטי רוברט שויר (Shawyer) תכנן אבטיפוס של המנוע כבר בשנת 1999, ונעשו כמה ניסיונות לבנות אותו, אך עד עתה בכל פעם נמצאו שגיאות מדידה וטעויות בתכנון, שמנעו פרסום רציני של התוצאות. בשנת 2010 כבר דיווחו מדענים סינים כי הצליחו לבנות מנוע כזה, אך הקהילה המדעית פסלה את התוצאות כיון שככל הנראה לא הקפידו על ריק (ואקום) מושלם במערכת.
כעת טוענים בנאס"א שהתוצאות אמיתיות ועומדות בכללים המחמירים של העולם האקדמי, ולראיה פורסם המאמר בכתב העת Journal of Propulsion and Power, העומד בכללים של ביקורת עמיתים. מעורבותה של סוכנות החלל האמריקאית תורמת להרגשה כי אולי בכל זאת מדובר ברעיון ממשי, גם אם הוא סותר לכאורה את חוקי הפיזיקה, כמו למשל שימור התנע או החוק השני של התרמודינמיקה. אחת הבעיות המרכזיות היא שאין כרגע הסבר פיזיקלי מקובל ומוסכם המסביר מדוע המנוע עובד לכאורה, למרות שנראה כי התוצאות קבילות ועומדות באמות המידה המדעיות.
הצליחו לייצר דחף קטן, אך לא הצליחו ליישב את המחלוקות. מתקן הניסוי של הטכנולוגיה | צילום מתוך מאמר המחקר
דחף הגלים
בבסיס המנוע עומד מיכל ואקום בצורת חרוט קטום העשוי חומר מוליך, לתוכו "מוזרקים" גלים בתדירות מיקרוגל. יישום של המנוע בחללית ידרוש מקור אנרגיה, תאים סולריים יכולים לספק בקלות את האנרגיה הזו, בלי להזדקק לדלק מתכלה.
לטענת שויר, הרעיון העומד מאחורי צורת המכשיר הוא התאמה של קטרי החרוט ואורך הגל, כך שתיווצר תהודה שונה בכל צד. לדבריו, אין צורך בהסברים המערבים פיזיקה אקזוטית. שימוש בתורת היחסות הפרטית מאפשר להסביר מדוע כאשר המיכל יואץ ייווצר לחץ שונה בכל אחד מהצדדים, מה שייצור כח דחף בכיוון אחד. הסבר זה, למרות שהיה השראה לתכנון המנוע, לא התקבל על דעתם של כמה וכמה פיזיקאים, שהראו כי שויר שגה בשימוש בתיאוריה. לראיה, הסבר זה כלל אינו מופיע במאמר שהתפרסם.
רוב המאמר עוסק בעיקר בתכנון ובביצוע הניסוי עצמו, ומראה כיצד הצליחו המדענים לייצר כח דחף של כ 1.2 מיקרו-ניוטון לוואט. המערכת נבדקה בטווחים של 40-80 וואט, ונמדדו כוחות של 50-100 מיקרו-ניוטון. זה אמנם מעט מאוד, אך עדיין הרבה יותר ממה שכיום מסוגלים להשיג מפרשי שמש, שגם הם מסוגלים ליצור דחף ללא דלק, בעזרת שימוש בפוטונים הנפלטים מהשמש.
מכיוון שכיום חלק גדול ממשקל החללית הוא הדלק הדרוש להנעתה, ככל שהמשקל עולה יש צורך בדלק נוסף. לכן, חללית שתשתמש במנוע החדש ולא תצטרך לשאת דלק כלל, תוכל לכאורה להגיע למאדים בזמן שיא של כ-70 ימים, במקום כתשעה חודשים כיום.
פרשנות קוונטית
בסופו של המאמר, העוסק בהצגת וניתוח הנתונים וגורמי השגיאה האפשריים, מובאת פסקה המנסה לקשור את פעולת המנוע לשתי תיאוריות אזוטריות יחסית, שאינן מקובלות בזרם המרכזי של הפיזיקה. אחת מתבססת על תופעה המכונה Pilot waves והאחרת מכונה Zero-point field. שתי התיאוריות הן בבסיסן פרשנויות "לא מקומיות" של תורת הקוונטים.
בהפשטה אפשר לומר כי ההסבר המוצע הוא שהאנרגיה הנדרשת להנעת המערכת מגיעה מתוך הוואקום הקוונטי, והמנוע מצליח באופן כלשהו "לשאוב" אנרגיה ותנע מתוך תהליכים קוונטיים של יצירה והתאיינות (annihiliation) של חלקיקים, המתרחשים בדרך קבע בוואקום. זה הסבר מהפכני, מכיוון שעד כה טרם הצליחו להשתמש באנרגיה הזו בניסוי מבוקר. כדי לברר אם זה אכן ההסבר לאופן פעולת המנוע דרוש ניסוי נוסף, אך כרגע לא ברור כיצד לתכנן ניסוי כזה.
הסבר נוסף לאופן הפעולה של המנוע, משתמש בתופעה תיאורטית בשם אפקט אנרו (Unruh), הגורסת כי גוף הנמצא בתאוצה ירגיש קרינה בתדרים גבוהים יותר מגוף הנמצא במנוחה. התיאוריה טרם הוכחה בניסוי, אבל ייתכן שאפשר להשתמש בה כדי להסביר את אופן פעולתו של המנוע. יש הטוענים כי לפי הסבר זה יעילותו של המנוע פוחתת ככל שהמהירות עולה, ובסופו של דבר זה ימנע מימוש עתידי של המנוע בחלליות. כדי לבחון אם זה אכן ההסבר, אפשר לשנות את מקדמי ההחזרה בקצוות השונים של הקונוס, או לשנות את היחס בין הקטרים.
שויר, שהגה את המנוע בטוח בצדקתו. לדבריו, המנוע הוא פריצת דרך משמעותית וכבר בעתיד הקרוב יוכל לאפשר לא רק מסע בחלל אלא גם מכוניות מרחפות, אנרגיה סולרית זמינה, ועוד.
במקביל לתהליך האקדמי, המאמץ הטכנולוגי ממשיך, וכמה קבוצות, בהן צוות המחקר של נאס"א, כבר נערכות לשיגור מנוע כזה לחלל, שם יוכלו לבדוק אותו בתנאים מתאימים יותר.
ייתכן שאנו עומדים בפני פריצת דרך משמעותית בחקר החלל ופיזיקה של המרת אנרגיה, אך ייתכן שגם הפעם, כמו בסיפור הנייטרינו המהיר מהאור, מדובר בטעות מדידה, או בתופעות אחרות שלא נלקחו בחשבון בניסוי. הספקנים טוענים כי במיוחד לאור העובדה שתכנון המנוע נעשה מתוך הבנה שגוייה של דרך פעולתו, הסבירות שהוא אכן פועל מסיבות שונות בתכלית קטנה ביותר.
