EM引擎是英文“Electromagnetic Drive”的缩写,指的是一种新的驱动方式——电磁驱动。美国国家航空航天局 (NASA) 完成了新 EM 发动机的测试,并发表了一篇论文进行演示。但中国已经对天宫二号进行了太空试验,目前在这方面处于领先地位。中国在这项研究上的突破引起了外媒的高度关注。
EM引擎的神器是什么?
近日,美国国家航空航天局 (NASA) 完成了全新 EM 发动机的测试,并发表了一篇论文进行演示。论文“真空中封闭射频腔的脉冲推力测量”已发表在美国航空航天学会 (AIAA) 杂志上中国在研究反重力引擎,并于 12 月印刷。该论文描述了 NASA 的 Eagleworks 实验室进行的一系列成功测试。该论文的作者说,他们已经构建了 EmDrive 引擎的工作原型。EmDrive 引擎不需要燃料,据说可以在 10 周内将人类送上火星。
EmDrive 引擎于 2000 年左右由英国研究员 Roger Shawyer 首次提出。EmDrive 引擎的工作原理是在封闭的锥体内反射光子微波,在锥体的较窄端产生推力,推动航天器前进。但从牛顿运动学第三定律来看,这是不可能的,因为任何运动都会产生相同大小的反作用力,而且 EmDrive 发动机不会喷出任何废物。(想想火箭,它通过高速喷射气体和其他物质来获得向前的推力。)
由美国宇航局约翰逊航空航天中心的哈罗德·“桑尼”·怀特领导的研究小组确实检测到了微弱的推力。在这项最新研究中,研究人员在真空中测试了该设备的性能,发现“在前进、后退和静止时的推力数据表明,该系统每千瓦可产生 1.2 毫秒。牛顿推力 (正负波动 0.1) 非常接近系统在空气中运行的平均性能”。White 及其同事在论文中指出,这种推力是太阳帆的 100 多倍..与太阳帆类似,EmDrive发动机不需要任何推进剂,使用这种推进系统的航天器可以通过太阳帆板产生所需的微波。因此,
中国电磁发动机研究领先
2010年以来,中美两国都在这项EM发动机研究上投入了巨大的人力物力。最近,中国宣布取得重大突破。
中国航天技术研究院商业航天技术中心主任陈越博士于2016年12月10日首次披露,中国不仅在中国验证了无燃料发动机EmDrive技术。实验室,还进行了原理验证。,测试是在轨道的零重力环境下进行的。据国际商业时报报道,中国在天宫二号上测试了电磁驱动发动机。
中国深空探测计划
未来,深空探测是中国空间科学研究的重要计划,包括观测火星、金星、小行星,以及太阳和木星。EM引擎将使深空任务更容易操作。
虽然 EM 发动机可能具有较低的比冲,但在深空缺乏重力和摩擦力使其能够在足够的时间内加速到高速,即使是从低功率水平。发动机的性能取决于空腔材料(以减少空腔壁吸收的电磁损耗)和温度,这会影响电磁场,这表明未来由超导材料制成的电磁发动机将具有高性能指标。航天器或卫星也必须从头开始设计,以最大限度地提高 EM 驱动器的效率。值得注意的是,电磁发动机也可能容易受到空间天气辐射变幻莫测的影响,因此天宫二号上电磁发动机的概念验证测试非常重要。
EM 发动机是深空探索的理想选择,因为它们无需加油,甚至无需储存燃料所需的重量和空间,从而简化了物流和设计。从理论上讲,所有航天器都需要一个 EM 发动机作为能源,就像太阳能或反应堆一样,为从火星任务到太阳系以外的机器人探测器的一切提供动力。电磁发动机的使用还将使卫星更小、更高效,因为它们可能不需要占用空间的化学推进器来进行机动。
这种系统的应用(如果它实际上是可行的)有很多。如果中国可以在其卫星上安装电磁发动机用于轨道机动和高度控制,它们将变得更便宜、更耐用。中国空间科学院商业卫星设计师李峰表示,目前的电磁发动机只有个位数的毫牛顿推力来进行轨道调整;中型卫星需要 0.1-1 牛顿。功能强大的电磁发动机还将为小行星带之外的遥远中国星际探测器开辟新的可能性,同时释放载人航天器中燃料所占据的质量,用于建造月球和火星基地的其他物资和设备。在军事方面中国在研究反重力引擎,电磁引擎也可用于制造更隐蔽、更持久的中国监视卫星。
参考