تصویر: «موتور حلزونی» با بهره‌برداری از روشی که جرم می‌تواند با سرعت‌های نسبیتی تغییر کند، کار می‌کند. (اعتبار: Creative Commons)
وقتی صحبت از فضا به میان می‌آید، انگیزه انسانی ما برای رفتن به همه مکان‌ها و دیدن همه چیز مشکل دارد: یک مشکل بزرگ. آن مشکل، فضاست. خیلی بزرگ است. حتی اگر با حداکثر سرعتی که کیهان اجازه می دهد سفر کنیم، سال ها طول می کشد تا به نزدیک ترین ستاره همسایه خود برسیم.
اما یکی دیگر از انگیزه های انسانی یافتن راه حل برای مشکلات بزرگ است. و این کاری است که مهندس ناسا دیوید برنز در اوقات فراغت خود انجام داده است. او یک موتور مفهومی تولید کرده است که به گفته او، از نظر تئوری می تواند تا 99 درصد سرعت نور شتاب بگیرد - کلاً بدون استفاده از پیشران.
او آن را تحت عنوان «موتور حلزونی» به سِروِر گزارش‌های فنی ناسا پست کرده است، که روی کاغذ، با بهره‌برداری از روشی که جرم می‌تواند با سرعت‌های نسبیتی تغییر کند - سرعتی نزدیک به سرعت نور در خلأ - کار می‌کند. این موتور هنوز توسط کارشناسان بررسی نشده است.
قابل درک است که مقاله او باعث نزدیک شدن به سطوحی شده باشد که در روزهای اولیه EM Drive دیده می شد. حتی برخی از سرفصل ها ادعا می کنند که موتور می تواند "قوانین فیزیک را نقض کند".
اما در حالی که این مفهوم جذاب است، قطعاً به این زودی ها فیزیک را از بین نخواهد برد.
به عنوان یک آزمایش فکری برای توضیح مفهوم خود، برنز جعبه ای را با وزنه ای در داخل، که روی یک خط به نخ کشیده شده است، با فنری در هر انتها که وزنه را به جلو و عقب می جهاند، توصیف می کند. در خلأ - مانند فضا - تأثیر این کار این است که کل جعبه وول می خورد، در حالی که به نظر می رسد وزن ثابت می ماند، مانند یک گیف که در اطراف وزنه، تثبیت شده است.
به طور کلی، جعبه در یک نقطه ثابت وول می خورد - اما اگر جرم وزنه فقط در یک جهت افزایش یابد، فشار بیشتری در آن جهت ایجاد می کند و در نتیجه رانش را ایجاد می کند.
با توجه به اصل بقای اندازه حرکت - که در آن تکانه یک سیستم در غیاب نیروهای خارجی ثابت می ماند - این نباید کاملاً ممکن باشد.
ولی، یک شکاف نسبیت خاص وجود دارد. بر اساس نسبیت خاص، اجسام با نزدیک شدن به سرعت نور جرم پیدا می کنند. بنابراین، اگر وزنه را با یون ها و جعبه را با یک حلقه جایگزین کنید، از نظر تئوری می توانید حرکت یون ها را در یک انتهای حلقه سریعتر و در انتهای دیگر کندتر داشته باشید.
اما رانشگر برنز یک حلقه بسته نیست. یک مارپیچ است، مانند یک فنر کشیده - از این رو "موتور مارپیچ" نام دارد.
او در چکیده خود نوشت: "موتور، یون های محصور در یک حلقه را به سرعت های نسبیتی متوسط شتاب می دهد و سپس سرعت آنها را تغییر می دهد تا تغییرات جزئی در جرم آنها ایجاد کند. سپس موتور یون ها را در جهت حرکت به جلو و عقب حرکت می دهد تا نیروی رانش ایجاد کند." .
این موتور جز یون هایی که در یک خط خلأ حرکت می کنند و در میدان های الکتریکی و مغناطیسی محبوس شده اند، هیچ بخش متحرک دیگری ندارد.
واقعا زیبا به نظر می رسد. و این چنین است - در تئوری. اما مسلماً بدون مشکلات عملی قابل توجه نیست.
طبق گفته New Scientist، محفظه مارپیچ باید بسیار بزرگ باشد. به طور دقیق حدود 200 متر (656 فوت) طول و 12 متر (40 فوت) قطر باید داشته باشد.
و برای تولید 1 نیوتن نیروی رانش باید 165 مگاوات انرژی تولید کند. این معادل نیروگاهی است که نیروی مورد نیاز برای شتاب دادن به یک کیلوگرم جرم در مجذور ثانیه را تولید می کند. بنابراین ورودی های زیادی برای یک خروجی کوچک کوچک وجود دارد. و این به طرز وحشتناکی ناکارآمد است.
اما در خلأ فضا چه؟ فقط در آنجاممکن است کار کند. برنز به New Scientist گفت: «اگر شما زمان و قدرت کافی داشته باشید، خود موتور می‌تواند به ۹۹ درصد سرعت نور برسد.»
و اینجا چیز دیگری است. انسان ها - نه همه ما، اما همچنان تعداد کمی از ما - به شدت می خواهند به فضای بین ستاره ای بروند. ممکن است هرگز به آنجا نرسیم. اما اگر هیچ وقت سعی نکنیم در مورد آن فکر کنیم، آن هرگز «ممکن است» تبدیل به یک «قطعا نه» شود. این چه می گوید – این که شما 100 درصد از عکس هایی را که نمی گیرید از دست می دهید؟
برنز به مشکل کارایی در ارائه خود اشاره می کند و همچنین اضافه می کند که کار او توسط کارشناسان بررسی نشده است و ممکن است در ریاضیات او اشتباهاتی وجود داشته باشد . ما در اینجا طرحی دقیقاً برای یک موتور سفر فضایی کاملاً کاربردی نداریم. چیزی که ما داریم، زمینه ای است که می تواند برای توسعه چنین موتوری مورد استفاده قرار گیرد. آنچه ما داریم رؤیای ستارگان است.
منبع: میشل استار، thebrighterside
