Rf Resonant Cavity Thruster
나사가 발표한 새로운 추진시스템의 개념을 이해해보자.
선요약
- 진리: 추진하려면, 뿜을 물질과 이것을 가속할 에너지가 필요!
- 영쿡, 중궈: 어! 에너지만 갖구 되던데?
- 나사: 어.. 왜 되는지 몰겠는데, 되네~~ 헐.
내가 정확히 이해했는지 몰겠다만, 썰 풀어본다.
공간에서 뭔가를 움직이려면, 움직이려는 반대방향으로 그 일부를 뿜어내어 추진력을 얻어야 한다. 최대 효율을 얻기 위해선, 최소한의 질량가진 물질을 가능한 빠른 속도로 뿜어내는 것이 좋다.
이 때 뿜어낼 물질이 필요하고, 그 물질을 가속할 에너지가 필요하다. 이 두개가 꼭 같은 곳에서 나와야 할 필요는 없다. 예를 들자면 제트기들은 에너지는 기름을 태워서 얻지만, 뿜는 물질은 비행기 앞에서 흡입한 공기가 대부분이다. 최신 제트기일 수록 앞에서 빨아들이는 공기가 많다.
우주여행을 생각해 보자… 우주여행 시에는 여행은 노짱의 따라갈 때와는 비교가 안될 정도로 먼거리를 이동해야한다.
태양이 약 1억 5천 킬로미터 (149,600,000 km)1) 다른 항성계로 간다면, 가장 가까운 별이 4광년.. 2)
돌아올 것까지 생각한다면 ㅎㄷㄷ한 거리다..
당연히, 에너지 및 뿜을 물질이 많이 필요하다.
에너지는 핵발전 등으로 얻는다고 하더라도, 우주공간은 거의 비어있기 때문에, 비행 중에 뿜어낼 물질을 얻기가 어렵다. 따라서, 비행시 추진에 필요한 뿜는 물질을 미리 우주선에 탑재하고 비행을 시작해야하며, 일반적으로 엄청난 거리를 비행해야하는 우주여행의 특성상, 추진에 필요한 연료(및 재료) 가 우주선의 대부분을 차지해야 할 수도 있다.
이런 문제를 극복하기 위해 태양닻(빛의 압력으로 비행3) ), 레이져추진4), 극초단파추진(Mircrowave; 전자레인지로 뭔가를(주로 수소) 달구어 플라즈마로 만든 뒤 뿜음) 등이 연구되고 있다.
그러나 이것들도 소량이기는 하지만, 물질을 뿜는 다는 것에는 변화가 없다.
그런데, Roger Shawyer 라는 영국 과학자가 2000년도에 EmDrive 라는 로켓 자세제어 엔진을 발표했다.
xxxxxxxxxx이하는 클리앙 펌 xxxxxxxxxxxxxx
EM drive란 ElectroMagnetic drive의 준말로 기존 엔진과는 다르게 마이크로파를 동력으로 사용함.
옆에 있는 관으로 마이크로파를 쏘아넣으면 되튕기며 넓은 면에 작용하는 척력이 좁은 면보다 커서 추력이 발생한다고 설명함.
즉, 물질을 뿜을 필요 없이 에너지만으로 만든 마이크로파가 내부에서만 튕기는 힘으로 추진력을 얻을 수 있다는 말이다.
Roger Shawyer : 내가 EM drive라는 걸 만들어 봤는데 작동하는 것 같다.
학계의 반응 : 딱 봐도 운동량 보존 법칙과 모순됨.
Roger Shawyer : 근데 해보니까 되는 것 같은데?
학계의 반응 : 무한 동력 이제 지겹다. 슈도사이언티스트 꺼지셈.
Yang Juan이라는 중국 과학자가 2008년도에 "net thrust measurement of propellantless microwave thruster" 라는 제목의 논문을 발표함.
요약하자면 '만들어봤더니 되는데요?'
와중 Roger Shawyer는 EM drive의 기본 원리가 운동량 보존 법칙에 위배되지 않는다고 주장함.
마이크로파가 캐비티와 다른 좌표계를 참조하기 때문에 원뿔 내부를 마이크로파에 대해서 닫힌 계라고 볼 수 없다고 주장함. 씨발 뭔솔
학계의 반응은 여전히 싸늘.
2013년 8월, 나사가 EM drive를 시험하기 위해 기본 원리가 동일한 기계의 복제와 평가에 착수함.
2014년 7월 30일 나사의 항공 추진 물리학 연구팀인 이글웍스 랩이 "Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum" 라는 제목의 논문을 발표함.
http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140006052
"Test results indicate that the RF resonant cavity thruster design, which is unique as an electric propulsion device, is producing a force that is not attributable to any classical electromagnetic phenomenon and therefore is potentially demonstrating an interaction with the quantum vacuum virtual plasma. Future test plans include independent verification and validation at other test facilities."
RF 공명 추진기는 어떤 고전 전자기학적인 현상으로도 설명될 수 없는 추진력을 생성하는 것으로 보이며, 따라서 양자 진공 가상 플라즈마와 상호작용할 가능성이 있어보인다. 다른 독립적인 실험 기관들에서의 입증 및 확인을 기대한다.
나사 : '되는데요?'
여전히 다수의 물리학자들은 회의적인 반응을 보임. CERN 때와 마찬가지로 instrumental error가 아니겠느냐 하는 반응이 다수.
이것이 된다면, 우주여행이 멀지 않았다.~~