Распрацаваная навучэнцамі з Віцебска ўдасканаленая мадэль рухавіка для касмічных палётаў, магчыма, будзе выпрабавана на Міжнароднай касмічнай станцыі або расійскіх біяспадарожніках.
Даніла Мельнікаў з сярэдняй школы № 28 і Наталля Мельнікава з сярэдняй школы № 46 — адзіныя з Беларусі сталі ўдзельнікамі Маскоўскай адкрытай навукова-практычнай канферэнцыі і XII конкурсу “Эксперымент у космасе”, арганізатарамі якіх з’яўляюцца Расійскі ўніверсітэт дружбы народаў, Інстытут касмічных тэхналогій і Ракетна-касмічная карпарацыя “Энергія” імя С.Каралёва. Праект “Мадэль рухавіка EmDrive”, выкананы братам і сястрой Мельнікавымі пры падтрымцы бацькі-інжынера і пад кіраўніцтвам настаўніка фізікі школы № 28 Наталлі Хвалько, паспяхова прайшоў вочны тур канферэнцыі ў секцыі “Дэманстрацыйныя эксперыменты і аэракасмічнае мадэляванне” пад старшынствам лётчыка-касманаўта, Героя Расіі, намесніка генеральнага канструктара НВП “Зорка” Аляксандра Лазуткіна, а затым і завочны, што праводзіўся ў фармаце анлайн-трансляцый і завяршыўся 12 красавіка. Работа віцебскіх старшакласнікаў была адзначана дыпломам ІІ ступені. Беларусы атрымалі запрашэнне на святочны фінал конкурсу “Эксперымент у космасе”, які адбудзецца 22 красавіка ў Цэнтры кіравання палётаў Інстытута касмічных тэхналогій РУДН.
Як тлумачаць аўтары праекта, адной з неабходных умоў рэалізацыі міжпланетных палётаў з’яўляецца рухавік, здольны хутка пераадольваць вялікія адлегласці з мінімальнымі выдаткамі энергіі. Даследаванні, накіраваныя на павелічэнне цягі рухавіка, праводзяцца ў многіх краінах. Для гэтай мэты ў ліку найбольш перспектыўнай можа аказацца мадэль электрамагнітнага рухавіка EmDrive, які пры адносна невялікім спажыванні энергіі здольны пастаянна разганяць касмічны апарат да значных скорасцей, магчыма, перавышаючы пры гэтым цягу сонечнага ветразя і фатоннага рухавіка. Такім чынам, міжпланетныя палёты могуць стаць даступнай рэальнасцю.
Упершыню мадэль EmDrive, якая складаецца з магнетрона і рэзанатара, была прапанавана брытанскім інжынерам Роджэрам Шоерам у снежні 2002 года. Пры гэтым адсутнасць выдаткаванага рабочага цела ў такога рухавіка парушае закон захавання імпульсу, і тлумачэнне названай супярэчнасці вучонымі пакуль не знойдзена:
існуючыя гіпотэзы супярэчаць устаноўленым у фізіцы ўяўленням аб прыродзе вакууму, інерцыі і электрамагнітных хваль. У лістападзе 2016 года апублікавана работа, выкананая інжынерамі лабараторыі NASA Eagleworks, дзе пацверджаная працаздольнасць тлумачыцца пры дапамозе тэорыі хвалі-пілота. У снежні 2016 года, спасылаючыся на прэс-канферэнцыю адной з даччыных кампаній Кітайскай акадэміі касмічных тэхналогій (CAST), выданне International Business Times паведаміла, што прататыпы рухавіка EmDrive адпраўлены ў космас для праверкі на борце касмічнай лабараторыі “Цяньгун-2” і выпрабаваны на борце беспілотнага касмічнага апарата X-37B ВПС ЗША, а ўрад КНР з 2010 года фінансуе даследаванні рухавіка. Разам з тым афіцыйна NASA называе работу ў азначаным кірунку “невялікім праектам, які пакуль не прывёў да практычных вынікаў”. На сайце NASASpaceFlight.com, прысвечаным інжынерным навінам космасу, нядаўна з’явілася інфармацыя аб наяўнасці ў агенцтва інструмента для вымярэння варыяцый у часавым шляху святла. Прычым калі лазеры накіравалі на рэзаніруючую камеру EmDrive-рухавіка, былі зафіксаваны значныя адхіленні. Ёсць версіі, што рухавік стварае варп-поле, якое скажае прастору.
Фізік Майк Макалах з Плімуцкага ўніверсітэта прапанаваў растлумачыць прынцып дзеяння рухавіка пры дапамозе эфекту Унру, згодна з якім разуменне вакууму залежыць ад тыпу руху назіральніка праз прастору-час. Пры гэтым інерцыя, па гіпотэзе -Макалаха, не што іншае, як ціск цеплавога выпраменьвання на цела, якое паскараецца. Пры малых паскарэннях хвалі выпраменьвання Унру перавышаюць памеры Сусвету, што дазваляе казаць аб квантаванні інерцыі. Тэорыя крыху незвычайная, але яна, акрамя прынцыпу работы EmDrive, тлумачыць яшчэ адзін эфект — пралётныя анамаліі: нечаканае павелічэнне энергіі падчас гравітацыйных манеўраў касмічных апаратаў каля Зямлі. Гэтая анамалія назіралася як доплераўскі сыход частаты ў S-дыяпазоне і X-дыяпазоне і далёкай тэлеметрыі. Макалах выказаў здагадку, што фатоны маюць інертную масу, яны адлюстроўваюцца ўнутры корпуса EmDrive і такім чынам адчуваюць інерцыю. Даўжыні хваль выпраменьвання Унру ў гэтым выпадку вельмі малыя, іх памер параўнальны з памерам корпуса рухавіка. Калі ў шырокай частцы рэзанатара могуць змясціцца хвалі, якія не змяшчаюцца ў вузкай, то інерцыя фатонаў, што адлюстроўваюцца, павінна змяняцца. А для захавання імпульсу сістэма стварае цягу. Для касманаўтыкі гэта азначае істотнае скарачэнне часу палёту касмічных апаратаў: напрыклад, New Horizons з EmDrive мог бы дабрацца да Плутона ўсяго за 18 месяцаў замест 9 гадоў. А калі EmDrive атрымаецца маштабаваць, то і палёт да найбліжэйшых зорак замест сотняў і тысяч мог бы заняць усяго некалькі дзясяткаў гадоў.
Сутнасць даследавання нашых землякоў — удасканаленне электрамагнітнага рухавіка шляхам змянення канструкцыі рэзанатара. У перспектыве Наталля і Даніла Мельнікавы маюць намер працягнуць эксперымент, выкарыстоўваючы розныя матэрыялы для вырабу рэзанатара рухавіка, а таксама паспрабаваць вызначыць від выпраменьвання або энергіі, з дапамогай якой рухавік стварае цягу. Аўтары лічаць высокую верагоднасць таго, што прымяненне звышправаднікоў для вырабу рэзанатара дазволіць вывесці работу на якасна новы ўзровень.
Для навучэнцаў Наталлі Хвалько гэта не першы падобны праект і значны поспех. Па меркаванні настаўніцы, астраноміі ў школьнай праграме ўдзяляецца недастаткова ўвагі. Каб прывіць дзецям цікавасць для прадмета, Наталля Генадзьеўна шукае і выкарыстоўвае новыя падыходы і методыкі. Пад яе кіраўніцтвам многія школьнікі з поспехам паспрабавалі сябе ў розных кірунках, непасрэдна звязаных з астраноміяй: ад літаратурнага да біялагічнага, хімічнага, канструктарскага. Больш за 30 навучэнцаў сталі пераможцамі даследчых і навукова-даследчых канферэнцый і конкурсаў розных узроўняў. Напрыклад, у 2007 годзе на маладзёжных Цыялкоўскіх чытаннях віцябляне атрымалі дыплом ІІІ ступені, вынікова ўдзельнічалі ў конкурсе У.І.Вярнадскага ў Маскве. Сёлета на Балтыйскім навукова-інжынерным конкурсе работа вучняў Наталлі Хвалько была ўзнагароджана дыпломам ІІІ ступені навуковага журы. Зараз юныя даследчыкі рыхтуюцца да ўдзелу ў Міжнароднай навуковай канферэнцыі “Сахараўскія чытанні”.
Таццяна БОНДАРАВА.
Фота аўтара.
