射頻諧振腔推進器的原理是怎樣的?章彥博2018-02-13 22:00:03

看題主配的圖,應該指的是「EmDrive」。它號稱是科幻小說中的「無工質推進器」。

但從現在披露的資訊來看,總體來說,我是比較懷疑的。

具體的細節,以及較為完整的文章,可以去維基百科搜尋「RF resonant cavity thruster」。簡單來說,一個EmDrive的結構如下:

射頻諧振腔推進器的原理是怎樣的?

將微波從上面的波導管中引入諧振腔。諧振腔一面大、一面小,從而就產生了定向的推力。看起來是不是沒有毛病?但是,圓臺形狀的諧振腔的側壁也會產生向左的推力,根據動量守恆,兩側的推力應該正好抵消,以滿足動量守恆。很多對此持懷疑態度的人,就稱EmDrive是「不可能存在的推進器」(Impossible Drive)。之所以會持懷疑態度,是因為動量守恆來自於一個極為根本的假設——空間平移對稱性。簡單來說,就是認為物理規律不隨位置的改變而改變。這是極為根本的假設,而且至今沒有出現問題。所以遇到與此相悖的東西,本能的,肯定會去懷疑,是不是漏了什麼東西。

EmDrive所需的功率、電壓非常大,而產生的推力卻非常小。很多人會猜測,其產生的所謂推力,實際是供電線所產生的力,而非推進器本身所產生的。

最早的EmDrive器件,是西北工業大學叫做楊涓的研究員做出來的,還在一個叫做「The Dynamic Operation of a High Q EmDrive Microwave Thruster」的會議上發表了成果。2014年的時候,國際宇航大會中,Roger Shawyer教授聲稱以及有很多資料支援這個EmDrive的真實性。前段時間,NASA的一個研究組重複了EmDrive,也聲稱存在真實的推進現象。但是學術界依然保持懷疑態度,這不是學術界太死板,而是它如果是真的,就意味著大量的物理學假設是需要修正的。而確認這種事情,需要謹慎、嚴謹。越是重大的突破,就越是需要堅實的實驗基礎。現在EmDrive還沒有在太空進行過實驗,而太空實驗是非常重要的。地面的實驗總是會受到各類干擾,到了太空上,還有推進力,就可以算是「實證」了。