Khi một NASA Kỹ sư công bố một động cơ mới và mang tính cách mạng có thể đưa chúng ta đến những vì sao, nó rất dễ bị kích thích. Nhưng những con quỷ nằm trong các chi tiết, và khi bạn nhìn vào bài viết thực tế, mọi thứ trông có vẻ ít hứa hẹn hơn.
Để bắt đầu, bài viết là một phác thảo của một ý tưởng, không phải là công việc được đánh giá ngang hàng. Như tác giả David Burns đã chỉ ra trên trang cuối cùng, khái niệm cơ bản chưa được chứng minh, đã được các chuyên gia xem xét và các lỗi toán học có thể tồn tại. Động cơ xoắn ốc được đề xuất của Burns, cũng sẽ là một ổ không phản ứng tương tự như EM-Drive, và do đó sẽ vi phạm định luật chuyển động thứ ba của Newton. Có thể dễ dàng bỏ qua công việc và tiếp tục, nhưng tôi lại muốn xem xét các chi tiết bởi vì nó là một ý tưởng thú vị (mặc dù còn thiếu sót).
Nói chung, hãy bắt đầu với các ổ đĩa không phản ứng. Cả Động cơ xoắn ốc này và Động cơ EM trước khi nó không phản ứng, vì vì không giống như tên lửa và máy đẩy truyền thống, chúng không dùng nhiên liệu đẩy ra. Theo cốt lõi của họ, tất cả các tên lửa đều dựa trên định luật chuyển động thứ ba của Newton, trong đó nói rằng đối với bất kỳ lực nào bạn áp dụng cho tên lửa của mình thì phải có một lực đối kháng tương đương được áp dụng cho thứ khác. Đối với một tên lửa, đó là một loại nhiên liệu. Ném khí nóng ra khỏi đầu sau của tên lửa với tốc độ cao, và theo Định luật thứ ba của Newton, tên lửa di chuyển về phía trước. Dễ như ăn bánh.
Vấn đề với điều này là để có được tên lửa của bạn đi rất nhanh, bạn phải mang theo một đống nhiên liệu bên mình. Chẳng hạn, Saturn V cần đốt cháy khoảng 20 kg nhiên liệu cho mỗi 1 kg trọng tải chỉ để đến Mặt trăng.
Mọi thứ trở nên tồi tệ hơn khi bạn đi xa hơn. Nếu bạn muốn gửi một tàu thăm dò tới các ngôi sao gần nhất, bạn sẽ cần khoảng 2.000 kg nhiên liệu cho mỗi kg tải trọng, và chuyến đi của bạn vẫn sẽ mất 100.000 năm. Vì vậy, nó rất an toàn khi nói rằng tên lửa truyền thống đã giành chiến thắng với những ngôi sao.
Một ổ đĩa phản ứng là khác nhau. Nó sẽ cung cấp lực đẩy cho tên lửa của bạn mà không ném nhiên liệu ra phía sau, vì vậy bạn không cần thêm trọng lượng. Tất cả bạn cần là năng lượng, mà bạn có thể nhận được từ các tấm pin mặt trời hoặc lò phản ứng nhiệt hạch. Tỷ lệ nhiên liệu trên tải trọng về cơ bản là 1 đến 1. Nhược điểm duy nhất là các ổ không phản ứng vi phạm định luật thứ ba của Newton.
Bây giờ, bạn có thể lập luận rằng Einstein đã chứng minh Newton sai, đó là sự thật, nhưng lý thuyết tương đối Einstein Einstein đồng ý với định luật thứ ba của Newton. Lý thuyết lượng tử cũng vậy. Nếu các ổ đĩa không phản ứng hoạt động, thì ba thế kỷ vật lý là sai.
Người hâm mộ của EM-Drive tranh luận chính xác điều đó. EM-Drive hoạt động, họ nói, vì vậy Định luật thứ ba của Newton là sai. Giai đoạn = Stage. Điều làm cho Động cơ xoắn ốc mới này thú vị là thay vì đơn giản là vi phạm luật thứ ba của Newton, nó cố gắng chơi Newton chống lại chính mình bằng cách sử dụng khối lượng tương đối tính.
Ý tưởng cơ bản là di chuyển một khối lượng qua lại trong một tên lửa, giống như nảy một quả bóng qua lại. Nếu bạn làm điều đó với một khối lượng bình thường, khi quả bóng chạm vào mặt trước của tên lửa, tên lửa sẽ di chuyển về phía trước một chút, và khi quả bóng đập vào lưng, tên lửa sẽ di chuyển trở lại một chút. Nói cách khác, tên lửa sẽ chao đảo về phía trước và lùi lại khi quả bóng nảy qua lại.
Burns đề xuất làm điều này với các hạt trong máy gia tốc hạt xoắn ốc. Vì vậy, khi các hạt đi lên và xuống chuỗi xoắn, tên lửa di chuyển theo Định luật thứ ba của Newton. Nhưng Burns cũng đề xuất tăng tốc các hạt đến tốc độ ánh sáng gần như chúng ở phía trước của tên lửa và làm chậm chúng ở phía sau. Thuyết tương đối nói rằng các hạt chuyển động gần tốc độ ánh sáng có khối lượng lớn hơn các hạt chậm hơn, vì vậy chúng nặng hơn ở phía trước của tên lửa so với ở phía sau.
Quay trở lại với sự tương tự bóng, điều này sẽ như thể quả bóng của bạn tăng khối lượng một cách kỳ diệu trước khi nó chạm vào mặt trước của tên lửa, và mất khối lượng trước khi nó chạm vào phía sau. Theo định luật Newton, điều này có nghĩa là quả bóng sẽ giúp tên lửa đẩy về phía trước lớn hơn so với lùi và tên lửa sẽ tăng tốc về phía trước.
Nếu bạn có thể sử dụng một quả bóng thay đổi khối lượng ma thuật, ý tưởng này sẽ hoạt động. Nhưng thuyết tương đối vẫn tuân theo định luật thứ ba của Newton, nên ý tưởng này không hoạt động trong thế giới thực. Burns nói đúng rằng có một lỗi trong bài báo của mình, nhưng nó lại là một lỗi tinh vi.
Thiết kế của anh ta chỉ tăng tốc chuyển động tròn của các hạt, vì vậy anh ta giả định tốc độ của chúng tiến và lùi dọc theo trục của tên lửa nên không đổi. Nhưng trong thuyết tương đối, khi khối lượng của các hạt tăng lên, tốc độ của chúng dọc theo trục sẽ chậm lại. Điều này là do các tác động tương đối tính của sự giãn nở thời gian và sự co rút chiều dài. Kết quả là, các hạt tạo cho tên lửa một lực đẩy bằng nhau ở cả hai đầu. Thuyết Einstein Einstein không cho phép bạn đi vòng quanh Newton.
Công bằng mà nói, Burns biết ý tưởng của mình là một cú sút xa, đó là lý do tại sao anh ta đưa nó ra ngoài đó để người khác xem xét. Đó là những gì khoa học là tất cả về. Đó cũng là lý do tại sao nó có giá trị chỉ nhận được một chút phấn khích khi những ý tưởng như thế này được đưa ra. Hầu hết trong số họ sẽ thất bại, nhưng một ngày nào đó chỉ có thể làm việc. Rốt cuộc, chúng ta có thể đến các vì sao, nhưng chỉ khi chúng ta sẵn sàng tiếp tục thử nghiệm những ý tưởng mới.
Nguồn: Động cơ xoắn ốc của David Burns
