如何看待 NASA 成功測試電磁驅動引擎？

11-17

英文版新聞：Potential Warp Drive for Engines Tested by NASA
超越光速的飛船？四小時飛到月球到底是怎麼回事？

美國國家航空航天局(NASA）正對曲速引擎進行測試，是全球第一個宣布的成功案例。對於那些希望體驗超光速旅行的人來說，這絕對是一個好消息。

目前測試的曲速引擎基於電磁驅動。電磁驅動背後的原理非常複雜，但其基本理念是在無需推進劑的情況下，將電能轉化為推力。過去15年中，科學家一直在論證電磁驅動，但由於違背傳統物理學，這種技術充滿爭議。

NASA測試的條件模擬了太空，表明真空中電磁驅動裝置是可行的。如果這種技術真能變成現實，其將被應用在未來的航天器上，人類將能夠享受更高效的太陽系或者到達更遠處的太空旅行。科學家稱：曲速引擎從地球飛往月球僅需要4小時，前往半人馬座阿爾法星不到100年。

聽到沒有，想見到三體人只需要不到一百年！！！

那麼，曲速引擎到底是怎麼回事呢？為什麼能夠突破相對論而超光速航行呢？

其實，飛船本身的運動是沒有超過光速的，超光速的原因，是飛船所在的空間也在運動。就像你在公交車的車尾向車頭走去，此時此刻你的行進速度就是【車速+行走速度】，雖然行走的速度沒有大的突破，但有了車速的幫助，當然能夠快速到達目的地。

那麼，怎麼讓宇宙飛船所處的空間移動呢？

游泳依靠【水壓】前進，直升機依靠【氣壓】上升，而曲速引擎依靠的【空間曲率】和前兩者是大同小異的。當前面水被撥開時，水壓會推動人向前游；當上方空氣稀薄時，氣壓會推動飛機上升；而當前方空間曲率大於後方時，飛船所處的空間就會被曲率拉過去，從而實現曲率飛行。

找到個中文地址：NASA成功測試電磁驅動引擎月球旅行將僅需4小時_cnBeta 科學探索_cnBeta.COM？

之前回答過類似問題，又看到了。媒體報道美國在試驗電磁力驅動的曲速引擎，到月球只需要4個小時。有專業的朋友能講解下原理嗎？ - 傅紅雪的回答
這個答案需要修正一下：
第一，這不是曲速引擎。EM引擎按理來講比現在的燃料引擎都還弱太多，4小時到月球，又是一個噱頭。

第二，外國媒體也說得有模有樣，考慮到天下媒體一般黑，我還是持懷疑態度去求證了一下——

從這個鏈接來看——NASA tested an "impossible" engine that travels faster than the speed of light
搞出這個大新聞的是休斯頓的Johnson Space Center一位搞航天先進驅動的「科學家」。此人的維基主頁：Harold G. White (NASA)
NASA給了他5萬美金用於搞他的科研。嗯，我總覺得這個數字有誤，但無從查證，完全就是一種嘲諷啊。
但在Johnson Space Center的主頁上我沒發現相關消息。可能是我沒找到。

不過考慮到NASA的官方態度：Is Warp Drive Real?
這裡面有一句：「NASA is not pursuing interstellar flight」
其實也可以理解。這位仁兄基本是個高段位的民科，NASA打發他點錢讓他搞搞新聞，滿足一下民眾的好奇心。NASA的另一個重要任務就是逗大家開心，以及不斷搞搞大新聞去國會要錢。

根據目前我看到的有限信息來看：
1、這不是曲速引擎。
曲速引擎的概念是數學家阿爾庫貝利提出的（因此又稱阿爾庫貝利引擎），是通過摺疊前方的空間、同時延展後方的空間，使得飛船達到「飛行」的效果。但這種引擎目前僅僅存在於數學中（都沒到物理的層面）。本次傳聞中NASA實驗的是「無工質引擎」。所謂「工質」，是指被發動機噴射出去的物質，利用噴射的反作用力使得飛船前進。這次的電磁引擎，相當於能夠隨時產生出工質用以噴射，而不需要隨身攜帶工質，但其推動的原理依然是利用反作用力。
2、對飛行速度過於樂觀
現已廣泛運用於探測器上的離子發動機也屬於電磁發動機的一種，但它需要攜帶少量的工質。其能量來源為太陽能電池產生的能量，但產生的推力只有可憐的毫牛級別，和手托一張A4紙用的力差不多，這主要受限於太陽能電池板的產能。雖然推力小，但它可以持久地產生推力，因此長距離星際旅行的速度也比化學能火箭要快。換算到這次的電磁引擎上來，因為太陽能電池的功率都是類似的，所以可以預見電磁引擎的推力不會大於離子發動機，4小時去月球的說法就太搞笑了。

一張圖解釋題主的疑惑（並註明這個是NASA中文早上剛發的微博，當時看完題主這個報道後我就立刻翻了NASA中文主頁，結果看到這裡時我的內心幾乎是凌亂的……最後總算花了十分鐘理清了無工質微波引擎和曲速引擎的區別，誠如其他幾位所答這其實說的根本就是無工質微波引擎而非曲速引擎，國內媒體這理解能力啊……)

這個報道（NASA tested an "impossible" engine that travels faster than the speed of light）說的其實是 Emdrive。

這是一個看起來很 bug 的玩意，因為它從直觀上看起來違反了動量守恆定律。可是算出來就是可以產生推理……具體的我也不太清楚，下面只能大致說一下進展：

這是原理圖：

看起來很Bug吧？我做一個同樣的腔，裡面充上氣體，是不是就能產生推力了呢？當然不行，因為氣體對側壁的合力恰好和上面多出的面積抵消了，可是換成電磁波為什麼就可以了呢？

進展：

Wiki上的介紹：

EmDrive (also RF resonant cavity thruster) is a proposed spacecraft propulsion device invented by British aerospace engineer Roger J. Shawyer, who develops prototypes at Satellite Propulsion Research Ltd (SPR),1 the company he created for that purpose in 2000.

2012年十一月，中國物理學家楊涓發表文章[1]聲稱使用2.45 GHz,80—2500W之微波，可產生70—720mN推力，誤差在12%以內。

這個研究似乎很重要，這是EmDrive的報道：
China publishes high power test results : The prestigious Chinese Academy of Sciences has published a paper by Professor Yang Juan confirming their high power test results. At an input power of 2.5kW, their 2.45GHz EmDrive thruster provides 720mN of thrust. The results have clearly been subject to extensive peer review following the NWPU 2010 paper. The measurements were made on a national standard, thrust measurement device, used for Ion Engine development. Details of the measurement system and calibration data are given in the paper. A professional English translation is given here: Yang Juan 2012 paper

2013年八月，名為「The Dynamic Operation of a High Q EmDrive Microwave Thruster」的會議之會議記錄：IAC13 Paper,IAC13 Poster。這次會議開始時提到了2012年楊涓作出的成果。
2014年八月，Nick Breeze採訪Royal研究所的Roger Shawyer教授，採訪視頻見：EmDrive-Enabling a Better Future
2014年十月，國際宇航大會〔65th International Astronautical Congress〕，Roger Shawyer教授認為，八個實驗數據集已證實了EmDrive理論[2]。概述見此：IAC14 Presentation

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1:物理學報 Acta Phys. Sin. Vol. 61, No. 11 (2012) 110301 ?原文
2:數據來自七種推進器，四個獨立研究機構，三個國家

這是一個用19世紀的「以太」為工質的火箭發動機，一個被炒作了的邁克耳遜-莫雷實驗。

它聲稱的基本理論：「電磁場理論+相對論/量子論，會違反動量守恆」。
類似百年前的諸多佯謬一樣，力學、電磁學、相對論、量子論的銜接出現了BUG。

這個問題本來應該像邁克耳遜-莫雷實驗與「以太」的爭論一樣從物理學的角度考察……
可是不知為什麼被直接放到工程技術的層面進行商業炒作了。
如果「以太」存在，製造用「以太」為推進工質的發動機豈不是更「合理」？

這東西不噴推進劑但吃電，看每千瓦電力輸入才產生1.2毫牛的推力，加速度捉急。作為對比，美國的BPT-4000 型霍爾效應推進器（廣義上算離子推進器）為例：最大功耗4.5千瓦時，最大推力290毫牛，約合每千瓦64.4毫牛。用霍爾效應推進器的智慧1號月球探測器從地球同步轉移軌道（GTO）去月球，盤山路一樣慢慢盤旋提升軌道用了1年多才到月球，也就是說相同的情況下如果用EM推進器，去月球得超過50年。用幾十年時間來節省一些推進劑。。。。。。我想沒人覺得值得，當然有人可能會說提高電力供應，國際空間站那麼巨大的光伏陣列發電最多120千瓦，120毫牛頓的推力依舊微小，可能又會有人說核電源，核電源不只有反應堆本身還有屏蔽盾、發電機、散熱器等都不輕，增加電力供應也大大增大飛船質量，最後加速度（取決於引擎推力和飛船質量）反而更糟糕，惡性循環。

論文通過了同行評審，即將發表。

Solidot | Emdrive同行審議論文即將發表

電磁推進引擎（Emdrive）是一種使用磁控管和微波的無反作用的推進系統，被認為違反了物理學基本的動量守恆定律。NASA Eagleworks實驗室在測試中證明電磁推進引擎是有效的，能產生原理不明推力。現在，獨立科學家證實Emdrive確實能產生推力，Eagleworks實驗室科學家的論文通過了同行評審，即將發表在美國航空航天學會的《Journal of Propulsion and Powe》期刊上，論文標題是《Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum》。Cannae Drive的發明者Guido Fetta則更進一步準備在太空測試這種無反作用的推進系統。

元芳，你怎麼看？

其實如果真超過光速了的話從地球飛到月球只要不到2秒...飛到月球四個小時的話...速度在光速的0.0089%左右

你既然知道基本原理就應該知道這個原理非常消耗能量，怎麼想也不可能是我們這個時代的產物，什麼時候能造出鋼鐵俠的戰衣，你再考慮這個問題：D

主不在乎

《每日郵報》的報導：NASA tested an "impossible" engine that travels faster than the speed of light，報導中「曲速引擎」一詞是加了引號的，實際報導的是EM Drive。

郵報援引的消息來源是NASASpaceFlight網站（並不隸屬於NASA）的論壇裡面的這篇帖子：EM Drive Developments，發布者Paul March是NASA Eagleworks實驗室的研究人員。

NASASpaceFlight網站上對這一進展的介紹：Evaluating NASA』s Futuristic EM Drive

另一網站的介紹：Next Big Future: Update on EMDrive work at NASA Eagleworks

EM Drive自2000年提出以來，一直受到廣泛質疑，沒有多少研究者認真看待它，因為它看起來似乎違背動量守恆。根據它的設計，它不僅僅是「無需攜帶推進劑」，而且是無需噴出任何推進劑！這無論如何說不通的。但Eagleworks實驗室主持這項研究的Harold White博士聲稱，他們的EM Drive模型的推進力來自量子真空的虛粒子，相當於把普通的電磁引擎所噴出的離子換成了虛粒子。這一理論及實驗究竟是否靠譜，還有待同行評議，媒體這麼急著報導，未免太過。

「據NASA航天網論壇用戶稱」

丫誰告訴你電推是曲速引擎了。。。- -#
一樓說的很詳細了，簡單解釋一下這個無工質引擎就是。。。
就是丫自己帶了個真空中能用的風扇上去。。。
就是不用再一邊扔東西一邊走了。。。
這玩意最重要的意義可不是它快啊
重要的是它無限續航啊。。。
丫有陽光就能動啊。。。

還有我記得若干年前NASA就測試過能飛到月球的電推，到月球大概是幾個月吧？這個待回頭再查證一下。。。

更新離子引擎
記錯了= =之前那個並不是無工質引擎，只是比沖極大。。。
離子推力器
深空一號

看到這問題標題真是當場就嚇尿了。。。

話題分類很準確

一次課上的理論大牛教授曾經這麼說過：那幫搞試驗的出個奇怪結果很正常，等個十幾二十年的總會被打臉的。總結下來就是：讓子彈飛一會兒

NASA準備發表在AAAI上的EmDrive論文已流出，整整34頁，新內容。

作為吃瓜群眾，保持興趣持續關注中

鏈接：Leaked NASA Paper Shows the "Impossible" EM Drive Really Does Work

雖然回答各種各樣，最開始我也是懷著搞笑么？違背能量守恆定律？還曲速呢，這種心態，然後我找到了這個http://www.nasaspaceflight.com/2015/04/evaluating-nasas-futuristic-em-drive/以及這個http://en.wikipedia.org/wiki/EmDrive還有這個http://www.techtimes.com/articles/49360/20150428/nasa-may-have-accidentally-discovered-faster-than-light-travel.htm，對其做工產生推力的原理好像還沒測出來，拭目以待