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Articulo de referencia

Conducción sin reacción

Los sistemas de accionamiento sin reacción se han comparado con las máquinas de movimiento perpetuo . La revista Popular Science trató este tema en su edición de octubre de 1920...

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Los sistemas de accionamiento sin reacción se han comparado con las máquinas de movimiento perpetuo . La revista Popular Science trató este tema en su edición de octubre de 1920.

El propulsor sin reacción se refiere a formas hipotéticas y no probadas de propulsión de naves espaciales que generarían empuje sin la expulsión de propelente ni el intercambio de momento . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Un propulsor sin propelente no es necesariamente sin reacción si funciona como un sistema abierto que interactúa con campos externos , pero un propulsor sin reacción generalmente se concibe como un dispositivo autocontenido o de sistema cerrado , razón por la cual tales afirmaciones suelen tratarse como contradictorias con la tercera ley de Newton y la conservación del momento . [ 4 ] : 7 [ 5 ] : 18 [ 6 ] Por lo tanto, las afirmaciones sobre propulsores sin reacción a menudo se comparan con máquinas de movimiento perpetuo u otros esquemas de energía imposibles si se toma su rendimiento informado al pie de la letra. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

La expresión se ha utilizado en periódicos en inglés desde al menos 1963 y posteriormente se convirtió en una etiqueta pública recurrente para supuestos motores sin propelente. [ 10 ] : 4 [ 11 ] : 4 [ 12 ] : 6 [ 13 ] : 80 Los conceptos descritos de esta manera han incluido el motor Dean , electrogravitación y elevadores , dispositivos giroscópicos y de oscilación , propulsores de cavidad de microondas como el EmDrive y el motor Cannae , el motor helicoidal , los motores de efecto Mach o MEGA, afirmaciones sobre motores cuánticos y el propulsor de vacío cuántico . [ 14 ] : 83–106 [ 15 ] : 3, 11–15 [ 16 ] [ 17 ] [ 3 ] [ 18 ] : 2

Ningún sistema de propulsión sin reacción se ha convertido en una tecnología de propulsión aceptada, y los efectos reportados de dispositivos como una antena de empuje y el EmDrive se han descrito posteriormente como resultados nulos, por debajo de los límites de empuje de fotones o artefactos experimentales en lugar de evidencia de nueva física. [ 19 ] : 1 [ 5 ] : 16 [ 20 ] [ 21 ] : 31, 42–43 La discusión especulativa continúa en la literatura sobre propulsión y propulsión espacial , incluyendo propuestas que involucran acoplamiento del principio de Mach , manipulación del marco inercial , interacción de materia distante, propulsión de la teoría de Heim y modelos de inercia de vacío de campo de punto cero . [ 22 ] : 3 [ 4 ] : 6–7 [ 23 ] : 85, 89–90 [ 24 ] : 1430 [ 25 ] : 55

Historia y terminología

En la literatura popular en inglés, un motor sin reacción se describe generalmente como un concepto hipotético de propulsión que generaría empuje sin expulsar propelente ni masa de reacción. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Estas explicaciones suelen definir el término en contraste con los cohetes convencionales, que se mueven expulsando gases de escape por la parte trasera, mientras que un motor sin reacción supuestamente produciría movimiento hacia adelante sin ese intercambio de masa de reacción. [ 1 ] [ 26 ] [ 27 ] El término se ha utilizado a menudo para conceptos de propulsión eléctrica o interna que supuestamente convierten la energía almacenada directamente en empuje, incluyendo dispositivos de cavidad de microondas, esquemas inerciales y otras propuestas de motores autónomos. [ 16 ] [ 2 ] [ 17 ] En este uso, la afirmación central no es simplemente propulsión con bajo consumo de propelente, sino propulsión sin masa expulsada, razón por la cual estos artículos vinculan repetidamente la idea con la tercera ley de Newton y la conservación del momento. [ 2 ] [ 7 ] [ 26 ]

Varias de estas fuentes también describen las afirmaciones de propulsión sin reacción como cercanas a los argumentos de movimiento perpetuo o energía libre si las cifras de empuje y potencia reportadas se aceptaran al pie de la letra. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Algunos escritores han tratado las propulsiones sin reacción como un tropo de ciencia ficción de larga data, tanto como una afirmación técnica, vinculando su atractivo a la ecuación del cohete y al deseo de un motor espacial que evite las penalizaciones de masa de la cohetería convencional. [ 6 ] [ 28 ] [ 1 ] Winchell Chung, creador del sitio web Atomic Rockets que registra la historia de la cohetería en la ciencia ficción , [ 29 ] ha descrito las propulsiones sin reacción como propulsores hipotéticos de naves espaciales que se moverían sin propulsor y, en un sistema cerrado, son imposibles porque violarían la conservación del momento, y alterarían radicalmente la lógica estratégica del vuelo espacial al permitir que incluso las naves espaciales pequeñas funcionen como armas relativistas. [ 6 ] En conjunto, estas fuentes utilizan el término «impulso sin reacción» como una etiqueta amplia de cara al público para afirmaciones hipotéticas de propulsión autónoma, especialmente aquellas que supuestamente generan empuje sin propulsor, en lugar de como el nombre de un solo dispositivo o un campo académico establecido. [ a ]

La expresión se utilizaba en la prensa al menos desde 1963, cuando un periódico de California citó al inventor Allen Fisher refiriéndose a "Mi propulsor espacial sin reacción" al describir un dispositivo de propulsión propuesto. [ 10 ] : 4 Un perfil periodístico de Harry E. Holden en 1967 afirmaba que "posee una patente estadounidense por su invención de un mecanismo de propulsión sin reacción utilizado en vehículos espaciales". [ 11 ] : 4 En 1980, un informe de United Press International sobre el inventor Richard Foster describió su propuesto "propulsor espacial" como un "propulsor sin reacción" al explicar su concepto de propulsión autónoma. [ 12 ] : 6 Para 1981, el término también había aparecido en reseñas de libros en periódicos. Un resumen periodístico de Iowa describió La muerte de la cohetería de Joel Dickinson como una presentación de "una explicación científica del propulsor sin reacción" y citó la afirmación del libro de que "El propulsor sin reacción... nos permitiría alcanzar velocidades casi ilimitadas en el espacio exterior". [ 13 ] : 80 La cobertura periodística hasta 1990 utilizaba el concepto de propulsión sin reacción en una prosa descriptiva directa: un artículo del Santa Maria Times sobre el inventor Bob Cook afirmaba que "La propulsión sin reacción utiliza el movimiento circular para crear una fuerza centrífuga y, lo más importante, enfocarla en una dirección". [ 30 ] : 5 Se propusieron varias otras tecnologías relacionadas a lo largo del siglo XX. En 1992, Rex L. Schlicher patentó un "sistema de propulsión electromagnética no lineal" descrito como creador de una fuerza propulsora unidireccional sin masa de reacción de partículas. [ 31 ] Posteriormente, el Centro Glenn de la NASA probó la "antena de empuje" de Schlicher, que se afirmaba que producía un empuje superior a la presión de radiación de fotones, y no informó de ningún movimiento correlacionado, concluyendo que cualquier empuje estaba muy por debajo de los niveles prácticamente útiles. [ 19 ] : 1 [ 5 ] : 16

En el siglo XXI, el término ya aparecía en 2008 en la cobertura del EmDrive de Roger Shawyer , que Universe Today describió como un "sistema de propulsión sin reacción" y lo situó en una línea de ideas anteriores de propulsión sin reacción que se remontan a la década de 1950. [ 16 ] La misma ola de cobertura también incluyó afirmaciones relacionadas con cavidades de microondas, incluido el motor Cannae , como parte de una familia más amplia de supuestos propulsores sin propelente. [ 1 ] [ 2 ] A mediados de la década de 2010, los informes escépticos sobre las pruebas del EmDrive ayudaron a que la propulsión sin reacción se convirtiera en una etiqueta pública recurrente para estas afirmaciones, incluso cuando las señales de empuje se interpretaban como un error experimental o un artefacto en lugar de evidencia de nueva física. [ 7 ] [ 9 ] [ 8 ] El mismo término se estaba aplicando al motor helicoidal propuesto por David Burns , con artículos explicativos que definían las propulsiones sin reacción en general antes de usar el concepto de Burns como el ejemplo más reciente. [ 26 ] [ 27 ] En la década de 2020, la cobertura popular continuó utilizando la etiqueta para otros conceptos especulativos, incluyendo el efecto Mach o MEGA drive de Jim Woodward y el impulso cuántico de IVO. [ 17 ] [ 3 ] El término también ha aparecido por analogía en la discusión de la investigación del motor de curvatura , donde los efectos de curvatura de campo débil o limitados se compararon con las propuestas de impulso sin reacción, aunque permanecieron conceptualmente distintos de ellos. [ 32 ]

Los ingenieros de la NASA Marc G. Millis y Nicholas E. Thomas publicaron «Respondiendo a la antigravedad mecánica» , un documento basado en el proyecto de Física de Propulsión Innovadora de la agencia y su experiencia con un gran número de propuestas no solicitadas de propulsión innovadora. [ 15 ] : 1–2 El informe resumió que estos dispositivos pueden dar «la apariencia de que se produce un empuje neto sin expulsar una masa de reacción ni tener una conexión de accionamiento directa», razón por la cual pueden parecer conceptos de propulsión innovadores. [ 15 ] : 3 Escribieron que dichas presentaciones llegaban a un ritmo de aproximadamente una por día laborable. [ 15 ] : 1–2

Aquí se enumeran diversos accionamientos que se caracterizan directamente o se presentan funcionalmente como accionamientos sin reacción .

Dean drive

El motor Dean era un dispositivo supuestamente sin reacción construido por Norman L. Dean, quien dijo que sus modelos funcionales funcionaban como un "propulsor sin reacción". [ 14 ] : 83–106 El motor Dean recibió una amplia promoción por parte de John W. Campbell en Astounding Science Fiction a partir de 1960. [ 14 ] : 83–106 [ 33 ] : 95–99 Dean realizó varias demostraciones privadas pero nunca reveló el diseño exacto de los modelos ni permitió un análisis independiente de los mismos. [ 34 ] [ 35 ] Campbell publicó fotografías del dispositivo funcionando en una báscula de baño, [ 36 ] : 4–7 y la portada de junio de 1960 de Astounding presentaba una pintura de un submarino de los Estados Unidos cerca de Marte supuestamente propulsado por un motor Dean. [ 14 ] : 1 En 1984, el físico Amit Goswami escribió que el motor Dean se había arraigado tanto en la conciencia del género que "ahora es costumbre en los círculos de la ciencia ficción referirse a un motor sin reacción como un motor Dean". [ 37 ] : 23 La Enciclopedia Visual de la Ciencia Ficción catalogó el motor Dean como un concepto de propulsión distinto para los viajes espaciales en el género. [ 38 ] Posteriormente se argumentó que las afirmaciones de Dean sobre la generación de empuje sin reacción eran erróneas, y que el aparente "empuje" probablemente era causado por la fricción entre el dispositivo y la superficie sobre la que descansaba, en lugar de por algún efecto que operaría en el espacio libre. [ 39 ] [ 35 ]

Electrogravitación y elevadores

La electrogravitación comenzó con los experimentos de Thomas Townsend Brown en la década de 1920 sobre un tubo de Coolidge , que los autores del Laboratorio de Investigación del Ejército, Thomas B. Bahder y Christian Fazi, consideraron como el origen del posterior efecto Biefeld-Brown . [ 40 ] : 1–2 En su relato, Brown creía que el tubo energizado producía empuje y buscó protección de patente británica, recibiendo la patente 300,311 en 1928 por producir fuerza o movimiento. [ 40 ] : 1–2, 27 Bahder y Fazi luego trazaron un arco de patente más largo a través de la patente de Brown de Aparato Electrocinético de EE. UU. en 1960, su patente de Transductor Electrocinético en 1962 y otra patente de Aparato Electrocinético en 1965. [ 40 ] : 27 Su apéndice también señaló reclamantes paralelos y posteriores, incluidas las patentes de empuje eléctrico de AH Bahnson en 1960 y 1966 y dos patentes de condensadores asimétricos de la NASA en 2002, lo que muestra que el concepto persistió como una reivindicación de propulsión continua en lugar de un episodio único en la carrera de Brown. [ 40 ] : 27 Al informar sobre el propio trabajo de ARL, dijeron que habían verificado una fuerza neta en condensadores asimétricos de varias formas, al tiempo que enfatizaban que la base física del efecto seguía sin resolverse. [ 40 ] : 1, 22

Varios historiadores ubicaron los dispositivos de Brown en el ámbito de los propulsores de condensador asimétrico , distinguiendo los ACT rotatorios de los "elevadores" verticales, comparándolos con el Ionocraft de Alexander de Seversky de la década de 1960 y las pruebas de vacío posteriores de Robert Talley . [ 41 ] : 2–3 Para 2003, The Guardian describió los elevadores esqueléticos de alto voltaje como lo más cercano a la visión original de Brown, mientras que Wired los presentó como el trabajo de subculturas antigravedad de base que intercambiaban diseños en línea. [ 42 ] [ 43 ] El informe de Canning, publicado al año siguiente, trató estas máquinas no como curiosidades olvidadas sino como un problema de propulsión activa con una larga historia de interés y sin un mecanismo probado. [ 41 ] : 1–2 La revisión de Millis de la NASA de 2005 agrupó el "efecto Biefeld-Brown", los "elevadores", la "antigravedad electrostática", la "electrogravitación" y los "condensadores asimétricos" como etiquetas para la misma familia de afirmaciones de empuje de alto voltaje. [ 5 ] : 16

Propulsor inercial giroscópico (GIT)

Las afirmaciones sobre el empuje giroscópico se han centrado típicamente en forzar a un giroscopio giratorio a precesar de una manera que supuestamente convierte los pares internos en una fuerza lineal neta. [ 15 ] : 11–14 En términos más simples, la afirmación era que el movimiento de un giroscopio en precesión podía convertirse en empuje unidireccional. [ 15 ] : 11–14 Una revisión de la NASA de 2006 sobre propuestas de "antigravedad mecánica" trató las demostraciones de giroscopios de Eric Laithwaite como un ejemplo famoso de este tipo de afirmación. [ 15 ] : 11–15 El material oficial de la Royal Institution describe las conferencias de Laithwaite de 1974 como controvertidas porque argumentó que el comportamiento de los giroscopios violaba la ley de conservación de la energía. [ 44 ]

Laithwaite patentó, junto con William Dawson, un sistema de propulsión en el que se afirmaba que giroscopios montados para la precesión de ejes remotos movían un vehículo a través de porciones de movimiento dominadas por precesión y dominadas por traslación alternadas. [ 45 ] Variantes giroscópicas posteriores continuaron haciendo afirmaciones similares. La patente estadounidense de Sandy Kidd de 1991 para un "aparato giroscópico" describía un par de discos giratorios opuestos impulsados ​​en diferentes direcciones y forzados periódicamente uno hacia el otro para generar una fuerza pulsátil, con el efecto afirmado de producir empuje hacia arriba. [ 46 ] Sin embargo, en el análisis de la NASA, la sustentación aparente en tales dispositivos no es un verdadero empuje hacia arriba, sino un par que actúa a través de los pivotes y topes del mecanismo. [ 15 ] : 13–15 Millis y Thomas concluyeron que los dispositivos giroscópicos de este tipo malinterpretan los pares como empuje lineal, y los distinguieron de las ruedas de reacción, que pueden cambiar la actitud de una nave espacial pero no pueden cambiar la posición del centro de masa del sistema. [ 15 ] : 15

Motor helicoidal

En 2019, el ingeniero del Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA , David M. Burns, propuso el motor helicoidal , un concepto de propulsión de haz de iones de circuito cerrado destinado al mantenimiento de estaciones satelitales a largo plazo sin reabastecimiento de combustible y para viajes interestelares. [ 47 ] : 1–2 Burns lo describió como un motor en el que los iones confinados en una guía de haz helicoidal se aceleran a velocidades relativistas y luego se desaceleran para crear un intercambio de momento desigual en la parte superior e inferior del motor. [ 47 ] : 3–5 La arquitectura propuesta utilizaba dos núcleos concéntricos de guía de haz helicoidal, con iones que viajaban hacia arriba en un núcleo acelerador externo y regresaban hacia abajo a través de un núcleo desacelerador interno. [ 47 ] : 4–5

La cobertura popular describió la idea como un motor espacial basado en aceleradores de partículas que buscaba evitar el gasto de propulsores convencionales explotando cambios relativistas en el momento dentro de una trayectoria helicoidal. [ 48 ] Burns enfatizó que su concepto requería pruebas para demostrar que podía producir empuje dentro de las limitaciones de ingeniería reales, y escribió que su Modelo de Transferencia de Momento Relativista necesitaba validación a través de pruebas de formas de guía de haz helicoidales en un sincrotrón . [ 47 ] : 2, 8–9 La cobertura secundaria trató la propuesta con cautela. Newsweek , citando a Burns y comentarios reportados a New Scientist , describió el concepto básico como no probado. [ 49 ] Universe Today describió el artículo como un esquema en lugar de un trabajo revisado por pares y trató el motor helicoidal como una propuesta de propulsión sin reacción similar al EmDrive . [ 26 ]

Efectos Mach y MEGA

El programa de propulsión por efecto Mach de James F. Woodward surgió de su interés de larga data en utilizar el principio de Mach para lograr la propulsión sin propelente. Para 1995, según un perfil posterior de Wired , las ideas de Woodward sobre los efectos Mach se habían consolidado en una teoría completa, y se dedicó a construir un propulsor basado en pilas de discos piezoeléctricos que, según él, podían aprovechar pequeñas fluctuaciones transitorias de masa. [ 50 ] La literatura de conferencias anteriores enmarcó el trabajo en términos de propulsión sin propelente: el artículo de Thomas L. Mahood en la conferencia AIP de 1999 se tituló " Propellantless propulsion: Recent experimental results exploiting transient mass modification" [ 51 ] mientras que un artículo de AIP de 2006 de Paul March y Andrew Palfreyman describió el efecto Woodward como una fluctuación transitoria de masa en iones que almacenan energía e informó sobre esfuerzos de verificación experimental a 2 a 4 MHz. [ 52 ] : 1321–1332

Para 2020, el dispositivo se conocía públicamente como el sistema de asistencia gravitatoria por efecto Mach, o MEGA. Wired informó que Woodward y Hal Fearn obtuvieron financiación del NIAC en 2017 y la utilizaron para desarrollar propulsores mejorados y la sonda interestelar conceptual SSI Lambda. El mismo informe describió el dispositivo como un sistema de propulsión eléctrico diseñado para funcionar sin propelente, aunque también señaló resultados de pruebas mixtos, la pequeña escala de las fuerzas reportadas y la necesidad de una replicación independiente antes de que el efecto pudiera ser aceptado. [ 50 ]

propulsores de cavidad de microondas

Los propulsores de cavidad de microondas comprenden una clase de afirmaciones sobre propulsión sin reacción. En 2008, Universe Today describió el EmDrive de Roger Shawyer como un "sistema de propulsión sin reacción" que supuestamente generaba empuje mediante la conversión de energía eléctrica a través de microondas. [ 16 ] Posteriormente, se trató el Cannae Drive de Guido Fetta como un dispositivo relacionado, describiendo ambos como sistemas de microondas cerrados sin escape que supuestamente generaban empuje. [ 1 ] [ 53 ] El tema atrajo mayor atención después de que Eagleworks de la NASA probara propulsores de cavidad de radiofrecuencia y posteriormente publicara un artículo que informaba pequeñas mediciones de empuje en condiciones de vacío. [ 54 ]

La cobertura presentó esos resultados como extraordinarios porque, de ser válidos, implicarían propulsión sin masa de reacción expulsada y entrarían en conflicto con la conservación del momento. [ 2 ] [ 54 ] Sin embargo, en 2018, algunas pruebas independientes informaron que apuntaban a artefactos experimentales comunes en lugar de a una nueva física de la propulsión. National Geographic informó que las pruebas del grupo de Martin Tajmar sugerían que el empuje aparente se debía a la interacción electromagnética en lugar del propio motor. [ 20 ] Posteriormente, Tajmar y sus colegas publicaron un estudio de acceso abierto que no reportaba empuje en una amplia banda de frecuencia y concluía que cualquier empuje anómalo estaba por debajo del límite de empuje de fotones, descartando los valores reportados anteriormente por al menos dos órdenes de magnitud. [ 21 ] : 31, 42–43

propulsores oscilantes

Los propulsores oscilatorios son dispositivos mecánicos que, según se afirma, crean un empuje neto mediante el movimiento cíclico de masas internas. El ingeniero de la NASA Marc G. Millis y el investigador de la Universidad de Miami Nicholas E. Thomas describieron esta familia como "propulsores oscilatorios", también conocidos como propulsores de adherencia, propulsores internos o propulsores de deslizamiento-adherencia, e identificaron el propulsor Dean de 1959 como uno de sus ejemplos más conocidos. [ 15 ] : 3 Escribieron que, a pesar de muchas variaciones, estos dispositivos generalmente se basan en un ciclo asimétrico en el que las masas internas se mueven más rápidamente en una dirección que en la otra, lo que hace que todo el aparato se desplace rápidamente por el suelo y dé la apariencia de empuje sin masa de reacción expulsada. [ 15 ] : 3–4 La idea persistió en la literatura de patentes durante décadas, desde el "Sistema para convertir el movimiento rotatorio en movimiento unidireccional" de Dean de 1959 hasta el "Aparato para desarrollar una fuerza de propulsión" de Brandson R. Thornson de 1986 y el "Dispositivo y motor de propulsión inercial Plus" de Richard E. Foster Sr. de 1997. [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] El "Informe sobre el accionamiento Dean" de Campbell de septiembre de 1960 presentó a Wellesley Engineering como la empresa que construyó un modelo Dean duplicado y varias configuraciones modificadas, todas las cuales, según se informó, produjeron empuje. [ 36 ] : 4

El concepto también adquirió una vida posterior más amplia en revistas como Astounding y Analog : el artículo de Campbell de junio de 1960, "The Space Drive Problem", trató el motor Dean como parte de la búsqueda de propulsión espacial sin cohetes, Analog puso "The Fourth Law of Motion" de William O. Davis en su portada de mayo de 1962 como un avance científico, y G. Harry Stine seguía revisando el "controvertido motor Dean" en una retrospectiva de junio de 1976. [ 14 ] : 83 [ 58 ] : 1, 3–4 [ 35 ] : 60 La patente de Foster fue especialmente explícita en que las variantes posteriores podrían requerir "asistencia de fuerza externa" de ruedas de fricción, chorro de aire, chorros, cohetes o fuerza derivada de la trayectoria para evitar que la nave regresara a su posición anterior durante la carrera de retorno. [ 57 ] : 18–19 Millis y Thomas concluyeron que los propulsores oscilatorios no son dispositivos de propulsión autónomos, sino interpretaciones erróneas de la fricción diferencial, con el suelo actuando como masa de reacción, y trabajos analíticos posteriores sobre la mecánica del Dean-drive también trataron el sistema como abierto una vez que se inducen fuerzas terrestres y cualquier movimiento unidireccional como limitado y dependiente de la fricción en lugar de una propulsión autónoma sostenida. [ 15 ] : 3–4, 14 [ 59 ] : 10–12

Unidades cuánticas

Se han propuesto varias afirmaciones sobre propulsión sin propelente, incluyendo dispositivos presentados como propulsores cuánticos o motores sin reacción relacionados. Las afirmaciones notables sobre "propulsores cuánticos" se han centrado en el Quantum Drive de IVO Ltd., que la compañía presentó en 2022 como un supuesto "propulsor eléctrico puro" que no utiliza combustible y que la Universidad de Plymouth vinculó con la teoría de la inercia cuantizada de Mike McCulloch. [ 60 ] [ 61 ] La cobertura independiente en 2023 describió el dispositivo como una afirmación de propulsión controvertida o "imposible" que pretendía generar empuje sin propelente y enmarcó la prueba orbital planificada como un momento decisivo para el concepto. [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] La prueba de vuelo propuesta estaba vinculada a la misión del satélite CubeSat Barry-1 de IVO, que varios medios describieron como un intento de determinar si el Quantum Drive podría producir un empuje medible en órbita bajo condiciones operativas. [ 63 ] [ 65 ] [ 64 ]

Sin embargo, a principios de 2024, Futurism informó que se había perdido el contacto con la nave espacial antes de que se pudiera probar el motor, dejando el concepto sin una demostración completa en el espacio. [ 3 ] La cobertura del Motor Cuántico también lo presentó consistentemente como una afirmación controvertida de motor sin reacción o sin propulsor en lugar de una tecnología de propulsión aceptada. Universe Today señaló que muchos físicos consideraban la teoría subyacente como marginal, mientras que Popular Mechanics , Forbes y Futurism enfatizaron que el dispositivo se estaba promocionando como algo que desafiaría las expectativas comunes sobre los vuelos espaciales basados ​​en propulsores o la mecánica newtoniana. [ 62 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 3 ]

propulsor de vacío cuántico

El propulsor Q, o propulsor de plasma de vacío cuántico, fue un concepto de propulsión propuesto asociado con el programa Eagleworks Laboratories de Harold G. White (también llamado Laboratorio de Física de Propulsión Avanzada) en el Centro Espacial Johnson de la NASA . En una presentación de Eagleworks de 2011, White y sus coautores dijeron que el laboratorio pondría en funcionamiento su péndulo de torsión con un propulsor de plasma de vacío cuántico existente y describieron trabajos anteriores sobre QVPT que sugerían un impulso específico y una fuerza específica muy altos, con aplicaciones especulativas que iban desde misiones tripuladas a Marte hasta tránsitos de Neptuno de un año a niveles de potencia más altos. [ 66 ] : 1, 3–4 En un informe de la NASA de 2013, White describió los propulsores Q como una forma de propulsión eléctrica de bajo TRL que "se impulsaría desde el vacío cuántico" utilizando magnetohidrodinámica, tratando el vacío como un mar de partículas virtuales, y argumentó que el desarrollo reciente del modelo y los datos de prueba sugerían un rendimiento competitivo para la propulsión en el espacio. [ 18 ] : 2

Los resúmenes de proyectos de la NASA en 2014 para la campaña de la plataforma de pruebas del propulsor Q dijeron que tres campañas de prueba del año fiscal 2013 habían producido un empuje medible, elevando el concepto de TRL 2 a principios de TRL 3, y describieron la tecnología como una forma de propulsión eléctrica que permite misiones con una relación empuje-potencia de aproximadamente siete veces la de los propulsores Hall y un objetivo de 0,4 N/kW en la madurez. [ 67 ] : 1–3, 6–7 B. Kent Joosten y White en un artículo de análisis de misión del IEEE de 2015 describieron el propulsor Q como un sistema que utiliza fluctuaciones de vacío cuántico como su fuente de "propulsor", eliminando la necesidad de propulsor convencional a bordo, y modelaron misiones de ida y vuelta a Marte, transferencias rápidas a Júpiter y Saturno, y rendimiento interestelar bajo esas suposiciones. [ 68 ] : 1–2, 6–8 En 2016, H. Fearn y James F. Woodward trataron la interpretación de White del plasma de vacío cuántico como parte de la literatura más amplia sobre propulsión disruptiva, pero argumentaron que la propuesta conducía a resultados incorrectos y señalaron que no habían encontrado la física subyacente del propulsor Q escrita en ningún artículo detallado revisado por pares. [ 69 ] : 155, 159–160

teoría del motor espacial

En la literatura sobre propulsión, el término "propulsión espacial" se ha utilizado como un término amplio para referirse a una propulsión hipotética autónoma en la que un vehículo se movería interactuando con el espacio circundante en lugar de expulsando propulsor. Marc G. Millis lo describió como un término genérico que abarca los intentos de inducir movimiento mediante interacciones vehículo-espacio, con el objetivo de eliminar la necesidad de propulsor. [ 22 ] : 3 Trabajos anteriores de Millis trataron la idea como una forma de enmarcar los problemas no resueltos de conservación del momento y de referencia inercial que cualquier propulsión sin propulsor tendría que resolver. [ 4 ] : 7 [ 5 ] : 18

Acoplamiento del principio de Mach

Una vía especulativa dentro de la teoría de la propulsión espacial ha sido revisar el principio de Mach, la idea de que los marcos inerciales surgen de la distribución de la materia circundante. En 1996, Millis escribió que un formalismo del principio de Mach útil para la propulsión necesitaría mostrar cómo las fuerzas de reacción podrían transmitirse a la materia circundante, de modo que "empujar contra ese marco con un motor espacial es en realidad empujar contra la materia circundante distante". [ 4 ] : 7 En una revisión de 2005, describió nuevamente la reevaluación del principio de Mach como un enfoque teórico para la conservación del momento para los motores espaciales, señalando que tales perspectivas machianas trataban los marcos inerciales como conectados a la masa circundante en el universo. [ 5 ] : 18

Manipulación del marco inercial

Una línea de pensamiento relacionada, aunque algo más limitada, ha sido preguntarse si la propulsión podría obtenerse alterando las propiedades de los propios marcos inerciales. En el mismo artículo de 1996, Millis sugirió que si de alguna manera se pudieran crear asimetrías en las propiedades del espaciotiempo que dan origen a los marcos inerciales, estas podrían producir fuerzas inerciales netas. [ 4 ] : 7 Retomó esa posibilidad en 2017 en un artículo dedicado a los marcos inerciales, tratando la fuerza variable del marco inercial como un marco especulativo de "qué pasaría si" para experimentos mentales de propulsión espacial, en lugar de como una teoría establecida. [ 23 ] : 89–90

Interacción de materia distante

Estas ideas machianas y del marco inercial se superponían en propuestas que sugerían que un motor hipotético podría intercambiar momento con materia distante en lugar de con la masa de reacción a bordo. La discusión de Millis de 1996 planteó explícitamente el problema en esos términos, mientras que su artículo de 2017 reformuló versiones anteriores de interacción directa del principio de Mach como parte de un intento más amplio de comprender si la materia circundante podría dotar al espacio de propiedades de marco inercial con las que un motor pudiera interactuar. [ 4 ] : 7 [ 23 ] : 85, 89–90

propulsión según la teoría de Heim

Otra vía especulativa en la literatura sobre propulsión disruptiva se basó en la teoría de Heim de Burkhard Heim , una teoría de campos de dimensiones superiores que, según Walter Dröscher y Jochem Häuser, implicaba dos interacciones adicionales más allá de las fuerzas fundamentales conocidas. [ 24 ] : 1430 En su planteamiento, una de estas, la « fuerza gravifotónica », permitiría un esquema distinto de «propulsión por campo gravifotónico» que podría acelerar un cuerpo material sin propulsor. [ 24 ] : 1430 Posteriores revisiones sobre propulsión también incluyeron las ideas de Heim sobre el espacio-tiempo cuantizado entre las alternativas especulativas que se consideraban junto con los enfoques de energía del vacío y machianos. [ 70 ] : 45

Modelos de inercia del vacío

Otra ruta especulativa en la teoría de la propulsión espacial vinculaba la inercia, y en algunas versiones la gravitación, con las interacciones con el campo electromagnético de punto cero. En El desafío de crear la propulsión espacial , Millis trató las fluctuaciones electromagnéticas del vacío, o ZPF, como un medio candidato prometedor para la investigación hipotética de la propulsión espacial, señalando que descubrir cualquier forma de reaccionar asimétricamente con el ZPF probablemente crearía una propulsión espacial. [ 4 ] : 6 El documento del taller de la NASA de Bernard Haisch y Alfonso Rueda también describió el campo de punto cero como la base de la inercia y la gravitación y trató el concepto como relevante para esquemas de propulsión radicalmente nuevos. [ 25 ] : 55 Millis advirtió, sin embargo, que tales teorías no se habían desarrollado en el contexto de la propulsión y no mostraban directamente cómo se podría manipular la inercia o la gravedad para generar empuje. [ 4 ] : 6

Reivindicaciones, pruebas y propuestas seleccionadas

La siguiente tabla resume algunos sistemas de propulsión sin reacción y propuestas relacionadas que se analizan en este artículo, incluidas las demostraciones, las pruebas de laboratorio y las evaluaciones posteriores.

Véase también

Notas

  1. ↑ En estas fuentes, el término «impulso sin reacción» funciona principalmente como una etiqueta pública amplia para afirmaciones hipotéticas de propulsión autónoma, especialmente en la cobertura de propuestas específicas como el EmDrive , el motor Cannae , el motor helicoidal de David Burns y el motor cuántico de IVO, en lugar de como el nombre de un solo dispositivo. [ 1 ] [ 2 ] [ 26 ] [ 3 ]

Referencias

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