電磁引擎太空測試
(圖:Cannae)

不需任何燃料驅動的電磁引擎(electromagnetic propulsion drive,EM Drive)即將首次在太空中試行,讓科學家們終於可以知道一個無須任何推進劑產生推力的火箭引擎是否真的可行。

自發明至今,電磁引擎一直是一個非常具爭議性的話題,因為即使某些實驗表明這引擎的確能產生推力,它卻違背了物理學的一條基本定律:「每一個作用力都對應著一個大小相等、方向相反的反作用力」。

顛覆物理定律

傳統火箭推進器為了在某一方向獲得動量,必須向反方向排氣或排出某種推進劑。但是電磁引擎卻無須任何推進劑便能往一個方向前進,所以違反了牛頓三定律的動量守恆定律。

不僅如此,它還能產生足夠的推力,聲稱可在僅僅 70 天內將太空人送到火星。所以太空愛好者一直非常關注電磁引擎的發展,因為一旦可行,它將去除人類探索外太空的主要障礙。不過,同時也有許多人已經厭倦這個討論,因為就理論而言,電磁引擎不可能在已知物理定律下成功運作。

電磁引擎火星
電磁引擎或可在 70 天內將太空人送到火星 (圖:Mars One)

無燃料引擎

電磁引擎於 1999 年由英國科學家羅傑·索耶爾(Roger Shawyer)發明,聲稱可以利用電磁波作為「燃料」,在一個圓錐型封閉空間內,來回反射微波光子,產生推力,導致電磁引擎往反方向加速。《國際商業時報》(The International Business Times)在雜誌中解釋:「簡單來說,電力在引擎內轉化為微波,提供相反推力,導致推進器向相反方向加速。」

自發明以來,科學家從未放棄測試電磁引擎。去年,美國太空總署(NASA)的科學家在鷹工廠(Eagleworks)實驗室進行測試,發現引擎的確擁有「自主推力跡象」。德國一名獨立研究員亦承認這種推進系統不知何故真的能產生推力。據傳,去年六月報導的美國太空總署鷹工廠論文現在終於通過了同行審評,預計在美國航天航空學會的《推進與動力》(Journal of Propulsion and Power)期刊發表。

電磁引擎
電磁引擎(圖:Elvis Popovic)

太空試航

除此之外,我們亦即將可看到真正的電磁引擎在太空中啟航,屆時便可在太空的無重力狀態下一探究竟。被測試的電磁引擎由美國發明家及化學工程師蓋多·菲塔(Guido Fetta)建造,引擎設計基於索耶爾最初的電磁引擎設計,將運載一個小型衛星(6U CubeSat)。

據《大眾機械》(Popular Mechanics)雜誌報導,電磁引擎將佔據衛星四分之一的體積,經發射後將在其軌道上運行至少六個月:「在太空運行時間越久,越能證明衛星可以不用推進劑產生推力。」

雖然發射日期目前還未確定,但最快在六個月內就能發射。《大眾機械》指出,菲塔必須趕緊步伐,因為中國一班工程師以及發明家索耶爾自己都正在研發可發射的電磁引擎,有可能趕先向太空發射首個電磁引擎,讓人不禁迫不及待地盼望這一天的來臨。

資料來源:

  1. Mary-Ann Russon, AIAA confirms release date of controversial Nasa Eagleworks space propulsion paper, International Business Times
  2. Press Release from Cannae, 新聞稿
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