NASA’nın EM Sürücüsü Çalışıyormuş!

Aylarca süren spekülasyondan sonra, NASA'nın uzun süredir beklenen EM (elektromanyetik) Sürücü makalesi sonunda gözden geçirildi ve Journal of Propulsion and Power (JPP) dergisinde yayınlandı. Ve 'imkansız' itki sisteminin gerçekten işe yaradığını gösteren sonuçlar sunuldu.

Çalışmanın Geçmişi

NASA Eagleworks Laboratuvarı ekibi, EM sürücünün itkiyi nasıl ürettiğinden pek emin değil gibi ve bu üretim şekli şu anki fizik anlayışımıza göre imkansız görünüyor. Çalışmalarını detaylı anlattıkları makalelerinde de öncelikle deneylerini nasıl gerçekleştirdiklerini ve itkiyi nasıl ölçtüklerini anlatarak başlıyorlar. En sondaki tartışma bölümündeyse muhtemel teorik açıklamaları ele alıyorlar. Bu, birazcık kaygı verici çünkü sanki makale yazarları da ne yaptıklarından emin değil. de Broglie, Bohm ve Schrödinger üzerinden giden açıklamalar tatmin edici değil; çünkü üzerlerinde çoğunluk tarafından kabul edilen kuantumun Kopenhag yorumuna ters düşmenin baskısı var.

Savundukları teori "pilot dalga" (pilot wave) adı verilen bir yoruma dayanıyor ve bu yoruma göre kuantum mekaniği belirlenimcidir (deterministiktir). Parçacıkların pozisyonları ve momentumları gizli değişken olarak kabul edilir. Bununla birlikte, gözlemci bu değişkenlerin kesin değerini bilmemekle kalmaz, daha önemlisi, onları tam olarak anlayamaz; çünkü herhangi bir ölçüm onları bozar. Gizli değişkenler başlarda Einstein tarafından da önerilmişti ve ‘Tanrı zar atmaz’ sözünü Einstein bunun üzerine söylemişti; fakat bu konudaki bir makalesini son anda yayınlamaktan vazgeçti.

EM Sürücü, ilk kez İngiliz mucit Roger Shawyer tarafından 1999'da önerilmiş bir itki sistemidir. Bu sistemde, ağır ve verimsiz roket yakıtını kullanmak yerine, konik şekilli bir metal oyuk içerisinde mikrodalga ileri geri hareket ettirerek itki oluşturur. Shawyer'ın yaptığı hesaplamalara göre, EM Sürücü çok etkili olabilir ve sadece 70 gün içinde Mars'a gitmemizi sağlayabilir.

Newton'ın Üçüncü Yasası: Etki-tepki
Newton'ın Üçüncü Yasası: Etki-tepki

Ancak, sistemde pek de küçük olmayan bir sorun var: Etki-tepki prensibini açıklayan Newton'un üçüncü yasasına karşı geliyor. Yasaya göre, bir sistem itki üretmek için, zıt yönde bir etki oluşturmak zorundadır. EM Sürücü işte bunu yapmaz.

NASA'nın Testleri

Geçen yıl, NASA'nın Eagleworks Laboratuvarı ekibi, neler olduğunu anlamak için EM Sürücü üzerine çalışmaya başladı. Testler hala devam ediyor ama elimizde şimdi bazı sonuçlar var.

Vakumdan RF (radyofrekans) ile yaratılan itki ölçümü düzeneği
Vakumdan RF (radyofrekans) ile yaratılan itki ölçümü düzeneği.

"Vakumda Kapalı Radyo Frekansı Oyuğundan İmpulsif İtki Ölçümü" (Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum) başlığı ile Amerikan Hava ve Uzay Enstitüsü (AIAA)'nde açık erişimli bir makale olarak yayınlandı. Makaledeki bulgular, sürücünün gerçekten vakumda 1 kilovat itki gücü başına 1.2 milinewton ürettiğini gösteriyor:

İtme verileri, sistemin havada ölçülen ortalama itme performansına çok yakın olan 1.2 ± 0.1 mN / kW'de tutarlı bir performans gösterdi. Bir takım hata kaynakları düşünüldü ve tartışıldı.

İtki miktarını daha iyi kıyaslayabilmek için güçlü bir Hall iticiyi düşünelim ve bu itici kilovat başına 60 mN'luk bir kuvvet üretsin. Karşılaştırdığımız zaman bunun EM Sürücüsünden kat kat fazla olduğunu görüyoruz. Ancak ekip, Hall iticinin ağır roket yakıtına ihtiyaç duyduğunu ve bu ekstra ağırlığın daha yüksek itmeyi engelleyebileceğini söylüyor. Burada ağır roket yakıtı olarak kastedilen nötr gazdır ve kimyasal yakıtlarla karşılaştırıldığında, elektrikli sistemlerin yakıt kullanımı açısından çok daha verimli olduğu görülür. EM Sürücünün ise aslında bir yakıtı yok ve vakumdan enerji üretiyor gibi. Bu sebeple de çok daha hafif. Ancak ekip, yaptıkları testlerde performansı optimize etmeye çalışmadıklarını söylüyor. Tek yaptıkları, sürücünün gerçekten çalışıp çalışmadığını kanıtlamaya çalışmaktı. Bu nedenle, EM Sürücü'nün çok daha verimli olabileceği ihtimal dahilinde.

Sürücünün, fizik kanunlarını karıştırmadan nasıl çalıştığına gelince, bu konu da çok net değildir. Yazının girişinde bahsedilen pilot dalga ve gizli değişken yorumları üzerinden açıklanmaya çalışılmıştır. Ekibe göre:

Bir ortam, akustik salınımları destekleyebiliyorsa, bu durum iç bileşenlerin etkileşimde bulunabileceğini ve karşılıklı etkileşime girme yeteneğine sahip olduğu anlamına geliyor.

Elbette, bunlar henüz sadece bir hipotez. EM Sürücü'nün gerçekten itki oluşturup oluşturmadığını söylemeden önce yapılması gereken daha çok iş var. Ekip, termal genleşmenin sonuçlarda yaratabileceği etkileri ortadan kaldırmak için daha fazla araştırmanın gerekli olduğunu belirtiyor. Sürücünün çalışması bir kez onaylandığında bile, sistemin nasıl çalıştığını tam olarak anlamamız gerekir.

Eğer vakum araştırıldığı gibi gerçekten değiştirilebilir ve parçalanabilirse, vakumdan iş çıkarmak ve enerjinin ve momentumun korunumu kanunlarını muhafaza etmek mümkün olabilir.

Bilim dünyası, bu yeni itki sistemi hakkında ikna olmuş değil. Ancak, EM Sürücü hakkında yayınlanan ilk hakemli araştırma olması sebebiyle, sözde bilim alanından ayrılıp teknoloji alanına girmiştir ve şüpheyle ama ciddiyetle değerlendirilmelidir.

EM Sürücü için bir sonraki adım, önümüzdeki Eylül ayı içinde sürücüyü uzayda test etmek. Orada itki üretirse, bilim insanlarının bildiklerini tekrar gözden geçirmeleri gerekecek.

Nazlı Turan

Kaynaklar

  1. Sciencealert, "It's official: NASA's peer-reviewed EM Drive paper has finally been published", http://www.sciencealert.com/it-s-official-nasa-s-peer-reviewed-em-drive-paper-has-finally-been-published,
    [Online; accessed 20-November-2016].
  2. AIAA, "Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum", http://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.B36120, [Online; accessed 20-November-2016].

Nazlı Turan

Boğaziçi Üniversitesi - Makine Mühendisliği Yüksek Lisans mezunu. Tezinde elektrikli itki sistemlerinden olan Hall iticilerle deneysel olarak çalıştı. Amerika'da University of Notre Dame'da plazma sistemleri üzerine doktorasına başlayacak. Uzayda daha uzağa gitme merakı var. İlgi alanları elektromanyetizma, plazma fiziği, yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemeler, ısıl modeller, iklim değişikliği, geleceğin fiziği ve geleceğin insanı.

Nazlı Turan 6 makale yazdıNazlı Turan tarafından yazılan tüm makaleleri gör