อ่าน 17 นาที
ระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยา
ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาหมายถึง รูปแบบการขับเคลื่อนยานอวกาศ ที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์และยังไม่ได้รับการพิสูจน์ ซึ่งจะสร้างแรงขับโดยไม่ต้องขับเชื้อเพลิงหรือแลกเปลี่ยนโมเมนตัม..
ระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยา

ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาหมายถึง รูปแบบการขับเคลื่อนยานอวกาศ ที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์และยังไม่ได้รับการพิสูจน์ ซึ่งจะสร้างแรงขับโดยไม่ต้องขับเชื้อเพลิงหรือแลกเปลี่ยนโมเมนตัม ใดๆ [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ระบบขับเคลื่อนแบบไร้เชื้อเพลิงไม่จำเป็นต้องไร้ปฏิกิริยาเสมอไป หากมันทำงานเป็นระบบเปิดที่ โต้ตอบกับ สนามภายนอก แต่โดยทั่วไปแล้ว ระบบขับเคลื่อนแบบ ไร้ปฏิกิริยาจะถูกมองว่าเป็นอุปกรณ์แบบปิดหรือระบบที่ครบวงจรซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมข้ออ้างดังกล่าวจึงมักถูกมองว่าขัดแย้งกับกฎข้อที่สามของนิวตันและการอนุรักษ์โมเมนตัม[ 4 ] : 7 [ 5 ] : 18 [ 6 ]ดังนั้น ข้ออ้างเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาจึงมักถูกนำไปเปรียบเทียบกับเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ได้ตลอดเวลาหรือโครงการพลังงานที่เป็นไปไม่ได้อื่นๆ หากพิจารณาประสิทธิภาพที่รายงานมาตามความเป็นจริง[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
สำนวนนี้ถูกใช้ในหนังสือพิมพ์ภาษาอังกฤษมาตั้งแต่ปี 1963 เป็นอย่างน้อย และต่อมาได้กลายเป็นคำเรียกขานสาธารณะที่ใช้กันซ้ำๆ สำหรับเครื่องยนต์ที่อ้างว่าไม่มีเชื้อเพลิงขับเคลื่อน[ 10 ] : 4 [ 11 ] : 4 [ 12 ] : 6 [ 13 ] : 80 แนวคิดที่อธิบายในลักษณะนี้ได้แก่Dean drive , electrograviticsและlifters , อุปกรณ์ไจโรสโคปและ อุปกรณ์ สั่น , เครื่องขับดันโพรงไมโครเวฟ เช่นEmDriveและCannae drive , เครื่องยนต์เกลียว , Mach-effect หรือ MEGA drives, การอ้างสิทธิ์ในควอนตัมไดรฟ์ และเครื่องขับดันสุญญากาศควอนตัม [ 14 ] : 83–106 [ 15 ] : 3, 11–15 [ 16 ] [ 17 ] [ 3 ] [ 18 ] : 2
ไม่มีระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาใดที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคโนโลยีการขับเคลื่อน และผลกระทบที่รายงานจากอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เสาอากาศขับเคลื่อนและEmDriveได้รับการอธิบายในภายหลังว่าเป็นผลลัพธ์ที่เป็นศูนย์ ต่ำกว่าขีดจำกัดแรงขับของโฟตอน หรือสิ่งประดิษฐ์จากการทดลองมากกว่าหลักฐานของฟิสิกส์ใหม่[ 19 ] : 1 [ 5 ] : 16 [ 20 ] [ 21 ] : 31, 42–43 การอภิปรายเชิงคาดการณ์ยังคงดำเนินต่อไปในวรรณกรรมเกี่ยวกับการขับเคลื่อนและระบบขับเคลื่อนอวกาศรวมถึงข้อเสนอที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงหลักการของ Mach การจัดการ กรอบอ้างอิงเฉื่อย ปฏิสัมพันธ์ของ สสารระยะไกล การขับเคลื่อนตาม ทฤษฎีของ Heimและแบบจำลองสุญญากาศเฉื่อยของสนามจุดศูนย์[ 22 ] : 3 [ 4 ] : 6–7 [ 23 ] : 85, 89–90 [ 24 ] : 1430 [ 25 ] : 55
ประวัติและศัพท์เฉพาะ
ในงานเขียนยอดนิยมภาษาอังกฤษกลไกขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาโดยทั่วไปจะถูกอธิบายว่าเป็นแนวคิดการขับเคลื่อนเชิงสมมติฐานที่จะสร้างแรงขับโดยไม่ต้องขับเชื้อเพลิงหรือมวลปฏิกิริยา[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]คำอธิบายเหล่านี้มักจะกำหนดคำนี้โดยเปรียบเทียบกับจรวดทั่วไป ซึ่งเคลื่อนที่โดยการพ่นไอเสียออกทางด้านหลัง ในขณะที่กลไกขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาจะสร้างการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าโดยไม่ต้องมีการแลกเปลี่ยนมวลปฏิกิริยา[ 1 ] [ 26 ] [ 27 ]คำนี้มักถูกใช้สำหรับแนวคิดที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหรือขับเคลื่อนภายในซึ่งกล่าวกันว่าแปลงพลังงานที่เก็บไว้เป็นแรงขับโดยตรง รวมถึงอุปกรณ์โพรงไมโครเวฟ แผนการเฉื่อย และข้อเสนอเครื่องยนต์แบบพึ่งพาตนเองอื่นๆ[ 16 ] [ 2 ] [ 17 ]ในการใช้งานนี้ ข้ออ้างหลักไม่ใช่เพียงแค่การขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงต่ำ แต่เป็นการขับเคลื่อนโดยไม่ต้องขับมวล ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมบทความเหล่านี้จึงเชื่อมโยงแนวคิดนี้กับกฎข้อที่สามของนิวตันและการอนุรักษ์โมเมนตัม ซ้ำแล้วซ้ำเล่า [ 2 ] [ 7 ] [ 26 ]
แหล่งข้อมูลเหล่านี้หลายแห่งยังอธิบายการอ้างสิทธิ์การขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาว่าใกล้เคียงกับการเคลื่อนที่ตลอดกาลหรือข้อโต้แย้งเรื่องพลังงานอิสระ หากยอมรับตัวเลขแรงขับและกำลังที่รายงานตามความเป็นจริง[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] นักเขียนบางคนมองว่าการขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาเป็นแนวคิด นิยายวิทยาศาสตร์ที่ดำเนินมายาวนานพอๆ กับการอ้างสิทธิ์ทางเทคนิค โดยเชื่อมโยงความน่าสนใจเข้ากับสมการจรวดและความปรารถนาที่จะมีเครื่องยนต์อวกาศที่หลีกเลี่ยงข้อเสียของมวลของจรวดแบบดั้งเดิม[ 6 ] [ 28 ] [ 1 ]วินเชลล์ ชุง ผู้สร้างเว็บไซต์Atomic Rocketsที่บันทึกประวัติศาสตร์ของจรวดในนิยายวิทยาศาสตร์ [ 29 ] ได้อธิบายการขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาว่าเป็นระบบขับเคลื่อนยานอวกาศในเชิงสมมติฐานที่จะเคลื่อนที่ได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง และในระบบปิด นั้นเป็นไปไม่ได้ เพราะจะละเมิดการอนุรักษ์โมเมนตัม และจะเปลี่ยนแปลงตรรกะเชิงกลยุทธ์ของการบินอวกาศอย่างสิ้นเชิงโดยอนุญาตให้ยานอวกาศขนาดเล็กสามารถทำหน้าที่เป็นอาวุธสัมพัทธภาพได้[ 6 ]โดยรวมแล้ว แหล่งข้อมูลเหล่านี้ใช้การขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาเป็นฉลากสาธารณะกว้างๆ สำหรับข้ออ้างการขับเคลื่อนแบบพึ่งพาตนเองในเชิงสมมติฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กล่าวว่าสร้างแรงขับโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง มากกว่าที่จะใช้เป็นชื่อของอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวหรือสาขาวิชาการที่ได้รับการยอมรับ[ a ]
คำว่า "ตระกูล" ปรากฏในหนังสือพิมพ์อย่างน้อยตั้งแต่ปี 1963 เมื่อหนังสือพิมพ์ในแคลิฟอร์เนียอ้างคำพูดของนักประดิษฐ์ Allen Fisher ที่กล่าวถึง "ระบบขับเคลื่อนอวกาศไร้ปฏิกิริยาของฉัน" ในการอธิบายอุปกรณ์ขับเคลื่อนที่เสนอ[ 10 ] : 4 บทความในหนังสือพิมพ์เกี่ยวกับ Harry E. Holden ในปี 1967 ระบุว่าเขา "ถือสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับการประดิษฐ์กลไกขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยาที่ใช้ในยานอวกาศ" [ 11 ] : 4 ในปี 1980 รายงานของ United Press Internationalเกี่ยวกับนักประดิษฐ์ Richard Foster อธิบาย "ระบบขับเคลื่อนอวกาศ" ที่เขาเสนอว่าเป็น "ระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยา" ในการอธิบายแนวคิดการขับเคลื่อนแบบรวมศูนย์ของเขา[ 12 ] : 6 ภายในปี 1981 คำนี้ยังปรากฏในการรายงานข่าวหนังสือในหนังสือพิมพ์ การรวบรวมข่าวในหนังสือพิมพ์ไอโอวาอธิบายหนังสือThe Death of Rocketry ของ Joel Dickinson ว่านำเสนอ "คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ของระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยา" และอ้างคำกล่าวอ้างของหนังสือที่ว่า "ระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยาจะ...ทำให้เราสามารถบรรลุความเร็วที่เกือบไม่จำกัดในอวกาศ" [ 13 ] : 80 บทความข่าวในหนังสือพิมพ์ตลอดปี 1990 ใช้ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาในรูปแบบร้อยแก้วบรรยายตรงไปตรงมา: บทความในหนังสือพิมพ์ Santa Maria Timesเกี่ยวกับนักประดิษฐ์ Bob Cook ระบุว่า "ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาใช้การเคลื่อนที่แบบวงกลมเพื่อสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง และที่สำคัญที่สุดคือ โฟกัสแรงนั้นไปในทิศทางเดียว" [ 30 ] : 5 เทคโนโลยีอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องต่างๆ ได้รับการเสนอขึ้นตลอดศตวรรษที่ 20 ในปี 1992 Rex L. Schlicher ได้จดสิทธิบัตร "ระบบขับเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้น" ซึ่งอธิบายว่าสร้างแรงขับเคลื่อนแบบทิศทางเดียวโดยไม่มีมวลปฏิกิริยาของอนุภาค[ 31 ]ต่อมา NASA Glenn ได้ทดสอบ "เสาอากาศขับเคลื่อน" ของ Schlicher ซึ่งอ้างว่าสร้างแรงขับเคลื่อนที่เกินแรงดันรังสีโฟตอน และรายงานว่าไม่มีการเคลื่อนที่ที่สัมพันธ์กัน สรุปได้ว่าแรงขับเคลื่อนใดๆ นั้นต่ำกว่าระดับที่ใช้งานได้จริงมาก[ 19 ] : 1 [ 5 ] : 16
ในศตวรรษที่ 21 คำนี้ปรากฏขึ้นแล้วในการรายงานข่าวเกี่ยวกับEmDrive ของ Roger Shawyer ในปี 2008 ซึ่งUniverse Todayอธิบายว่าเป็น "ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยา" และจัดอยู่ในกลุ่มแนวคิดการขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยารุ่นก่อนๆ ที่มีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1950 [ 16 ]การรายงานข่าวในทำนองเดียวกันนี้ยังครอบคลุมถึงการอ้างสิทธิ์เกี่ยวกับโพรงไมโครเวฟที่เกี่ยวข้อง รวมถึงCannae driveซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มเครื่องขับดันที่อ้างว่าไม่มีเชื้อเพลิง[ 1 ] [ 2 ]ในช่วงกลางทศวรรษ 2010 การรายงานข่าวเชิงสงสัยเกี่ยวกับการทดสอบ EmDrive ช่วยทำให้การขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยากลายเป็นฉลากสาธารณะที่เกิดขึ้นซ้ำๆ สำหรับการอ้างสิทธิ์เหล่านี้ แม้ว่าสัญญาณแรงขับจะถูกตีความว่าเป็นข้อผิดพลาดในการทดลองหรือสิ่งประดิษฐ์มากกว่าหลักฐานของฟิสิกส์ใหม่ก็ตาม[ 7 ] [ 9 ] [ 8 ]มีการใช้คำเดียวกันนี้กับเครื่องยนต์เกลียว ที่เสนอโดย David Burns โดยมีคำอธิบายเกี่ยวกับไดรฟ์ไร้ปฏิกิริยาโดยทั่วไปก่อนที่จะใช้แนวคิดของ Burns เป็นตัวอย่างล่าสุด[ 26 ] [ 27 ]ในช่วงทศวรรษ 2020 การรายงานข่าวที่เป็นที่นิยมยังคงใช้คำนี้กับแนวคิดเชิงคาดการณ์อื่นๆ รวมถึงไดรฟ์ Mach-effect หรือ MEGA ของ Jim Woodward และไดรฟ์ควอนตัมของ IVO [ 17 ] [ 3 ]คำนี้ยังปรากฏขึ้นโดยการเปรียบเทียบในการอภิปรายเกี่ยวกับ การวิจัย ไดรฟ์วาร์ป โดย ที่เอฟเฟกต์วาร์ปแบบสนามอ่อนหรือแบบจำกัดถูกนำมาเปรียบเทียบกับข้อเสนอไดรฟ์ไร้ปฏิกิริยา แม้ว่าจะยังคงแตกต่างกันในเชิงแนวคิดก็ตาม[ 32 ]
วิศวกรของ NASA Marc G. Millis และ Nicholas E. Thomas ได้ตีพิมพ์ เอกสาร เรื่อง Responding to Mechanical Antigravityซึ่งอ้างอิงจาก โครงการ Breakthrough Propulsion Physics ของหน่วยงาน และประสบการณ์ในการรับข้อเสนอเกี่ยวกับแนวคิดการขับเคลื่อนแบบใหม่จำนวนมากโดยไม่ได้ รับการร้องขอ [ 15 ] : 1–2 รายงานสรุปว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถให้ "ลักษณะที่ดูเหมือนว่าจะมีแรงขับสุทธิเกิดขึ้นโดยไม่ต้องขับมวลปฏิกิริยาหรือมีการเชื่อมต่อขับเคลื่อนโดยตรง" ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงดูเหมือนเป็นแนวคิดการขับเคลื่อนแบบใหม่[ 15 ] : 3 พวกเขาเขียนว่าการส่งข้อเสนอดังกล่าวมาถึงในอัตราประมาณหนึ่งข้อต่อวันทำการ[ 15 ] : 1–2
ประเภทของระบบที่เกี่ยวข้อง
ในเอกสารนี้ได้รวบรวม ไดรฟ์หลายประเภทที่มีลักษณะเฉพาะหรือมีลักษณะการทำงานเป็นไดรฟ์ไร้ปฏิกิริยา ไว้แล้ว
ดีนไดรฟ์
เครื่องขับเคลื่อนดีนเป็นอุปกรณ์ที่อ้างว่าไม่มีปฏิกิริยา ซึ่งสร้างโดยนอร์แมน แอล. ดีน ผู้ซึ่งกล่าวว่าแบบจำลองที่ใช้งานได้ของเขาทำหน้าที่เป็น "เครื่องขับดันที่ไม่มีปฏิกิริยา" [ 14 ] : 83–106 เครื่องขับเคลื่อนดีนได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวางจากจอห์น ดับเบิลยู. แคมป์เบลในนิตยสาร Astounding Science Fictionตั้งแต่ปี 1960 [ 14 ] : 83–106 [ 33 ] : 95–99 ดีนจัดการสาธิตส่วนตัวหลายครั้ง แต่ไม่เคยเปิดเผยการออกแบบที่แน่นอนของแบบจำลองหรืออนุญาตให้มีการวิเคราะห์อิสระ[ 34 ] [ 35 ]แคมป์เบลได้ตีพิมพ์ภาพถ่ายของอุปกรณ์ที่ทำงานบนเครื่องชั่งน้ำหนักในห้องน้ำ[ 36 ] : 4–7 และหน้าปกของ Astounding ฉบับ เดือนมิถุนายน 1960 มีภาพวาดเรือดำน้ำของสหรัฐอเมริกาใกล้ดาวอังคารซึ่งคาดว่าขับเคลื่อนด้วยเครื่องขับเคลื่อนดีน[ 14 ] : 1 ในปี 1984 นักฟิสิกส์ Amit Goswami เขียนว่าไดรฟ์ Dean ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของจิตสำนึกของแนววรรณกรรมจน "ปัจจุบันเป็นเรื่องปกติใน วงการนิยาย วิทยาศาสตร์ที่จะเรียกไดรฟ์ที่ไม่มีปฏิกิริยาว่าไดรฟ์ Dean" [ 37 ] : 23 สารานุกรมภาพนิยายวิทยาศาสตร์ได้จัดทำรายการไดรฟ์ Dean เป็นแนวคิดการขับเคลื่อนที่แตกต่างสำหรับการเดินทางในอวกาศในแนววรรณกรรม[ 38 ]ต่อมามีการโต้แย้งว่าข้ออ้างของ Dean เกี่ยวกับการสร้างแรงขับที่ไม่มีปฏิกิริยานั้นผิดพลาด โดย "แรงขับ" ที่ปรากฏน่าจะเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างอุปกรณ์กับพื้นผิวที่วางอยู่มากกว่าผลกระทบใดๆ ที่จะเกิดขึ้นในอวกาศอิสระ[ 39 ] [ 35 ]
แรงโน้มถ่วงไฟฟ้าและเครื่องยก
อิเล็กโตรกราวิติกส์เริ่มต้นจากการทดลองของโทมัส ทาวน์เซนด์ บราวน์ ในช่วงทศวรรษ 1920 เกี่ยวกับ หลอดคูลิดจ์ซึ่ง โทมัส บี. บาห์เดอร์และคริสเตียน ฟาซี ผู้เขียน จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพบกถือว่าเป็นต้นกำเนิดของปรากฏการณ์บีเฟลด์-บราวน์ใน ภายหลัง [ 40 ] : 1–2 ในบันทึกของพวกเขา บราวน์เชื่อว่าหลอดที่ได้รับพลังงานจะสร้างแรงผลักดันและแสวงหาการคุ้มครองสิทธิบัตรของอังกฤษ โดยได้รับสิทธิบัตรหมายเลข 300,311 ในปี 1928 สำหรับการสร้างแรงหรือการเคลื่อนที่[ 40 ] : 1–2, 27 Bahder และ Fazi ติดตามเส้นทางสิทธิบัตรที่ยาวขึ้นผ่านสิทธิบัตรอุปกรณ์ไฟฟ้าจล น์ของ Brown ในสหรัฐอเมริกาในปี 1960 สิทธิบัตร ตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้าจลน์ ของเขา ในปี 1962 และ สิทธิบัตร อุปกรณ์ไฟฟ้าจ ลน์เพิ่มเติม ในปี 1965 [ 40 ] : 27 ภาคผนวกของพวกเขายังบันทึกผู้เรียกร้องคู่ขนานและผู้เรียกร้องในภายหลัง รวมถึงสิทธิบัตรแรงขับไฟฟ้าของ AH Bahnson ในปี 1960 และ 1966 และสิทธิบัตรตัวเก็บประจุแบบไม่สมมาตรของ NASA สองฉบับในปี 2002 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้ยังคงเป็นข้อเรียกร้องด้านการขับเคลื่อนอย่างต่อเนื่องมากกว่าจะเป็นเพียงเหตุการณ์เดียวในอาชีพของ Brown [ 40 ] : 27 ในการรายงานเกี่ยวกับงานของ ARL เอง พวกเขากล่าวว่าพวกเขาได้ตรวจสอบแรงสุทธิบนตัวเก็บประจุแบบไม่สมมาตรหลายรูปทรง ในขณะเดียวกันก็เน้นย้ำว่าพื้นฐานทางกายภาพของผลกระทบยังคงไม่ได้รับการแก้ไข[ 40 ] : 1, 22
นักประวัติศาสตร์หลายคนจัดอุปกรณ์ของบราวน์ไว้ในกลุ่มเครื่องขับดันตัวเก็บประจุแบบไม่สมมาตรโดยแยกความแตกต่างระหว่าง ACT แบบหมุนกับ "เครื่องยก" แนวตั้ง และเปรียบเทียบกับIonocraftของAlexander de Seversky ในช่วงทศวรรษ 1960 และการทดสอบสุญญากาศในภายหลังของRobert Talley [ 41 ] : 2–3 ในปี 2003 The Guardianอธิบายว่าเครื่องยกแรงดันสูงแบบโครงร่างเป็นสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดกับวิสัยทัศน์ดั้งเดิมของบราวน์ ในขณะที่Wiredบรรยายว่าเป็นผลงานของกลุ่มย่อยต่อต้านแรงโน้มถ่วงระดับรากหญ้าที่แลกเปลี่ยนการออกแบบทางออนไลน์[ 42 ] [ 43 ]รายงานของ Canning ที่ตีพิมพ์ในปีถัดมา ถือว่าเครื่องจักรเหล่านี้ไม่ใช่สิ่งแปลกประหลาดที่ถูกลืม แต่เป็นปัญหาการขับเคลื่อนแบบแอคทีฟที่มีประวัติความสนใจมายาวนานและไม่มีกลไกที่พิสูจน์ได้[ 41 ] : 1–2 การตรวจสอบของ NASA ของ Millis ในปี 2005 ได้จัดกลุ่ม "ปรากฏการณ์ Biefeld-Brown" "เครื่องยก" "แรงต้านแรงโน้มถ่วงไฟฟ้าสถิต" "อิเล็กโทรกราวิติกส์" และ "ตัวเก็บประจุแบบไม่สมมาตร" ไว้เป็นป้ายกำกับสำหรับกลุ่มเดียวกันของการอ้างสิทธิ์แรงขับแรงดันสูง[ 5 ] : 16
ระบบขับเคลื่อนเฉื่อยไจโรสโคป (GIT)
โดยทั่วไปแล้ว การอ้างสิทธิ์เกี่ยวกับแรงขับ จากไจโรสโคปมักจะมุ่งเน้นไปที่การบังคับให้ไจโรสโคปที่หมุนอยู่เกิดการหมุนวนในลักษณะที่คาดว่าจะแปลงแรงบิดภายในให้เป็นแรงเชิงเส้นสุทธิ[ 15 ] : 11–14 กล่าวโดยง่ายคือ การอ้างสิทธิ์ดังกล่าวคือการเคลื่อนที่ของไจโรสโคปที่หมุนวนสามารถเปลี่ยนเป็นแรงขับทางเดียวได้ [ 15 ] : 11–14 การทบทวนข้อเสนอ "กลไกต้านแรงโน้มถ่วง" ของ NASA ในปี 2006 ได้ถือว่าการสาธิตไจโรสโคปของEric Laithwaite เป็นตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของการอ้างสิทธิ์ประเภทนี้ [ 15 ] : 11–15 เอกสารอย่างเป็นทางการจากRoyal Institutionอธิบายว่าการบรรยายของ Laithwaite ในปี 1974 เป็นที่ถกเถียงกันเพราะเขาโต้แย้งว่าพฤติกรรมของไจโรสโคปละเมิดกฎการอนุรักษ์พลังงาน[ 44 ]
Laithwaite ได้จดสิทธิบัตรกับ William Dawson เกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนซึ่งไจโรสโคปที่ติดตั้งสำหรับการหมุนรอบแกนระยะไกลนั้นอ้างว่าสามารถเคลื่อนย้ายยานพาหนะผ่านส่วนการเคลื่อนที่ที่เน้นการหมุนรอบแกนสลับกับส่วนที่เน้นการเคลื่อนที่แบบแปล[ 45 ]ไจโรสโคปรุ่นต่อมาก็ยังคงอ้างในลักษณะเดียวกัน สิทธิบัตรของ Sandy Kidd ในสหรัฐอเมริกาปี 1991 สำหรับ "อุปกรณ์ไจโรสโคป" อธิบายถึงแผ่นดิสก์หมุนได้สองแผ่นที่อยู่ตรงข้ามกันซึ่งถูกขับเคลื่อนไปในทิศทางที่แตกต่างกันและถูกบังคับให้เข้าหากันเป็นระยะเพื่อสร้างแรงเป็นจังหวะ โดยอ้างว่ามีผลทำให้เกิดแรงผลักขึ้นด้านบน[ 46 ]อย่างไรก็ตาม ในการวิเคราะห์ของ NASA แรงยกที่ปรากฏในอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ใช่แรงผลักขึ้นด้านบนที่แท้จริง แต่เป็นแรงบิดที่กระทำผ่านจุดหมุนและจุดหยุดของกลไก[ 15 ] : 13–15 มิลลิสและโทมัสสรุปว่าอุปกรณ์ไจโรสโคปประเภทนี้ตีความแรงบิดผิดพลาดเป็นแรงขับเชิงเส้น และแยกความแตกต่างจากล้อปฏิกิริยา ซึ่งสามารถเปลี่ยนทิศทางของยานอวกาศได้ แต่ไม่สามารถเปลี่ยนตำแหน่งของจุดศูนย์กลางมวลของระบบได้[ 15 ] : 15
เครื่องยนต์เกลียว
ในปี 2019 เดวิด เอ็ม. เบิร์นส์ วิศวกรของศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ ของนาซา ได้เสนอแนวคิด เครื่องยนต์เกลียวซึ่งเป็นแนวคิดการขับเคลื่อนด้วยลำแสงไอออนแบบวงปิดที่มุ่งเน้นการรักษาสถานีดาวเทียมในระยะยาวโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง และสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาว[ 47 ] : 1–2 เบิร์นส์อธิบายว่าเป็นเครื่องยนต์ที่ไอออนที่ถูกกักไว้ในตัวนำลำแสงเกลียวจะถูกเร่งความเร็วไปจนถึง ความเร็ว สัมพัทธภาพจากนั้นจึงลดความเร็วลงเพื่อสร้างการแลกเปลี่ยนโมเมนตัมที่ไม่เท่ากันที่ด้านบนและด้านล่างของเครื่องยนต์[ 47 ] : 3–5 สถาปัตยกรรมที่เสนอใช้แกนตัวนำลำแสงเกลียวสองแกนที่อยู่ร่วมศูนย์กลาง โดยไอออนจะเดินทางขึ้นไปในแกนเร่งความเร็วภายนอกและกลับลงมาผ่านแกนลดความเร็วภายใน[ 47 ] : 4–5
การรายงานข่าวที่เป็นที่นิยมอธิบายแนวคิดนี้ว่าเป็นระบบขับเคลื่อนอวกาศที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคซึ่งพยายามหลีกเลี่ยงการใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมโดยใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงสัมพัทธภาพภายในเส้นทางเกลียว[ 48 ]เบิร์นส์เน้นย้ำว่าแนวคิดของเขาจำเป็นต้องได้รับการทดสอบเพื่อพิสูจน์ว่าสามารถสร้างแรงขับได้ภายใต้ข้อจำกัดทางวิศวกรรมที่แท้จริง และเขียนว่าแบบจำลองการถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงสัมพัทธภาพของเขาจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบรูปทรงนำทางลำแสงเกลียวในซินโครตรอน [ 47 ] : 2, 8–9 การรายงานข่าวรองได้พิจารณาข้อเสนอนี้อย่างระมัดระวังนิวส์วีคอ้างถึงเบิร์นส์และความคิดเห็นที่รายงานไปยังนิวไซเอนทิสต์อธิบายแนวคิดพื้นฐานว่ายังไม่ได้รับการพิสูจน์[ 49 ]ยูนิเวอร์แซลทูเดย์ อธิบายเอกสารนี้ว่าเป็นเพียงโครงร่างมากกว่างานที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ และถือว่าเครื่องยนต์เกลียวเป็นข้อเสนอการขับเคลื่อน แบบไร้ปฏิกิริยาคล้ายกับEmDrive [ 26 ]
ผลกระทบจากแรงกลและเมกะ
โครงการขับเคลื่อนด้วยปรากฏการณ์มัคของเจมส์ เอฟ. วูดเวิร์ด พัฒนามาจากความสนใจอันยาวนานของเขาในการใช้หลักการของมัคเพื่อแสวงหาการขับเคลื่อนโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง ตามข้อมูล ใน Wired ฉบับต่อมา ในปี 1995 แนวคิดของวูดเวิร์ดเกี่ยวกับปรากฏการณ์มัคได้รวมตัวกันเป็นทฤษฎีที่สมบูรณ์ และเขาหันมาสร้างเครื่องขับดันโดยใช้แผ่นดิสก์เพียโซอิเล็กทริกเรียงซ้อนกัน ซึ่งเขาเชื่อว่าสามารถใช้ประโยชน์จากความผันผวนของมวลชั่วคราวขนาดเล็กได้[ 50 ] เอกสารการประชุมก่อนหน้านี้ได้วางกรอบงานในแง่ของการขับเคลื่อนโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง: บทความการประชุม AIP ปี 1999 ของโทมัส แอล. มาฮูด มีชื่อว่า การขับเคลื่อนโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง: ผลการทดลองล่าสุดที่ใช้ประโยชน์จากการปรับเปลี่ยนมวลชั่วคราว [ 51 ] ในขณะที่บทความAIP ปี 2006 โดยพอล มาร์ช และแอนดรูว์ พาลเฟรย์แมน อธิบายปรากฏการณ์วูดเวิร์ดว่าเป็นความผันผวนของมวลชั่วคราวในไอออนที่เก็บพลังงาน และรายงานความพยายามในการตรวจสอบเชิงทดลองที่ความถี่ 2 ถึง 4 เมกะเฮิร์ตซ์[ 52 ] : 1321–1332
ภายในปี 2020 อุปกรณ์ดังกล่าวถูกเรียกอย่างเป็นทางการว่า Mach Effect Gravitational Assist หรือ MEGA drive Wiredรายงานว่า Woodward และ Hal Fearn ได้รับเงินทุนจาก NIAC ในปี 2017 และใช้เงินทุนนั้นในการพัฒนาเครื่องขับดันที่ดีขึ้นและยานสำรวจอวกาศ SSI Lambda ที่เป็นแนวคิด รายงานฉบับเดียวกันนี้อธิบายว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ออกแบบมาให้ทำงานได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง พร้อมทั้งระบุถึงผลการทดสอบที่หลากหลาย ขนาดของแรงที่รายงานมีขนาดเล็ก และความจำเป็นในการจำลองแบบอิสระก่อนที่จะยอมรับผลกระทบดังกล่าวได้[ 50 ]
เครื่องขับดันโพรงไมโครเวฟ
เครื่องขับดันโพรงไมโครเวฟจัดอยู่ในกลุ่มของการอ้างสิทธิ์การขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยา ในปี 2551 Universe Todayได้อธิบายEmDrive ของ Roger Shawyer ว่าเป็น "ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยา" ที่อ้างว่าสร้างแรงขับโดยการแปลงพลังงานไฟฟ้าผ่านไมโครเวฟ[ 16 ] การรายงานข่าวในภายหลังได้กล่าวถึง Cannae driveของ Guido Fetta ว่าเป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง โดยอธิบายว่าทั้งสองเป็นระบบไมโครเวฟแบบปิดที่ไม่มีไอเสียซึ่งอ้างว่าสร้างแรงขับได้[ 1 ] [ 53 ]หัวข้อนี้ได้รับความสนใจมากขึ้นหลังจากที่ NASA Eagleworks ทดสอบเครื่องขับดันโพรงความถี่วิทยุและต่อมาได้ตีพิมพ์เอกสารรายงานการวัดแรงขับขนาดเล็กภายใต้สภาวะสุญญากาศ[ 54 ]
การรายงานข่าวนำเสนอผลลัพธ์เหล่านั้นว่าเป็นสิ่งที่พิเศษ เพราะหากเป็นจริง ผลลัพธ์เหล่านั้นจะบ่งชี้ถึงการขับเคลื่อนโดยไม่มีมวลปฏิกิริยาที่ถูกขับออกมา และขัดแย้งกับการอนุรักษ์โมเมนตัม[ 2 ] [ 54 ]อย่างไรก็ตาม ในปี 2018 การทดสอบอิสระบางส่วนรายงานว่าชี้ให้เห็นถึงสิ่งประดิษฐ์จากการทดลองทั่วไปมากกว่าฟิสิกส์การขับเคลื่อนแบบใหม่National Geographicรายงานว่าการทดสอบโดยกลุ่มของ Martin Tajmar ชี้ให้เห็นว่าแรงขับที่ปรากฏนั้นเกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่าตัวขับเคลื่อนเอง[ 20 ]ต่อมา Tajmar และเพื่อนร่วมงานได้ตีพิมพ์งานวิจัยแบบเปิดเผยข้อมูลโดยรายงานว่าไม่มีแรงขับในช่วงความถี่กว้าง และสรุปว่าแรงขับที่ผิดปกติใดๆ นั้นต่ำกว่าขีดจำกัดแรงขับของโฟตอน ซึ่งตัดค่าที่รายงานก่อนหน้านี้ออกไปอย่างน้อยสองลำดับขนาด[ 21 ] : 31, 42–43
เครื่องขับดันแบบสั่น
เครื่องขับดันแบบสั่นเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่อ้างว่าสร้างแรงขับสุทธิผ่านการเคลื่อนที่แบบวงจรของมวลภายใน วิศวกรของ NASA Marc G. Millis และ นักวิจัย Nicholas E. Thomas จากมหาวิทยาลัยไมอามีอธิบายตระกูลนี้ว่าเป็น "เครื่องขับดันแบบสั่น" หรือเรียกอีกอย่างว่า ไดรฟ์แบบสติ๊กชั่น ไดรฟ์ภายใน หรือไดรฟ์แบบสลิปสติ๊ก และระบุว่าไดรฟ์ Dean ปี 1959 เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุด[ 15 ] : 3 พวกเขาเขียนว่า แม้จะมีรูปแบบที่แตกต่างกันมากมาย อุปกรณ์ดังกล่าวโดยทั่วไปอาศัยวงจรที่ไม่สมมาตรซึ่งมวลภายในเคลื่อนที่เร็วขึ้นในทิศทางหนึ่งมากกว่าอีกทิศทางหนึ่ง ทำให้ทั้งอุปกรณ์พุ่งทะยานไปทั่วพื้นดินและให้รูปลักษณ์ของแรงขับโดยไม่มีมวลปฏิกิริยาที่ถูกขับออกมา[ 15 ] : 3–4 แนวคิดนี้ยังคงอยู่ในเอกสารสิทธิบัตรมานานหลายทศวรรษ ตั้งแต่ "ระบบสำหรับการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบทิศทางเดียว" ของ Dean ในปี 1959 ไปจนถึง "อุปกรณ์สำหรับการพัฒนาแรงขับเคลื่อน" ของ Brandson R. Thornson ในปี 1986 และ "อุปกรณ์และเครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยแรงเฉื่อย Plus" ของ Richard E. Foster Sr. ในปี 1997 [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] "รายงานเกี่ยวกับ Dean Drive" ของ Campbell ในเดือนกันยายน 1960 นำเสนอ Wellesley Engineering ว่าได้สร้างแบบจำลอง Dean ซ้ำและชุดดัดแปลงหลายชุด ซึ่งทั้งหมดรายงานว่าสร้างแรงขับได้[ 36 ] : 4
แนวคิดนี้ยังได้รับความนิยมในนิตยสารAstoundingและAnalog อีกด้วย โดยบทความ "The Space Drive Problem" ของ Campbell ในเดือนมิถุนายน 1960 กล่าวถึง Dean drive ว่าเป็นส่วนหนึ่งของการค้นหาระบบขับเคลื่อนอวกาศที่ไม่ใช้จรวด ส่วนAnalogนำบทความ "The Fourth Law of Motion" ของ William O. Davis ขึ้นปกในเดือนพฤษภาคม 1962 ในฐานะความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ และ G. Harry Stine ก็ยังคงกล่าวถึง "Dean Drive ที่เป็นที่ถกเถียง" ในบทความย้อนหลังในเดือนมิถุนายน 1976 [ 14 ] : 83 [ 58 ] : 1, 3–4 [ 35 ] : 60 สิทธิบัตรของ Foster ระบุไว้อย่างชัดเจนว่ารุ่นต่อมาอาจต้องการ "แรงช่วยจากภายนอก" จากล้อเสียดทาน ลมเป่า ไอพ่น จรวด หรือแรงที่ได้จากเส้นทางเพื่อป้องกันไม่ให้ยานกลับไปยังตำแหน่งเดิมระหว่างจังหวะการกลับ[ 57 ] : 18–19 Millis และ Thomas สรุปว่าเครื่องขับดันแบบสั่นไม่ใช่เครื่องมือขับเคลื่อนแบบปิด แต่เป็นการตีความแรงเสียดทานที่แตกต่างกันผิดพลาด โดยมีพื้นดินทำหน้าที่เป็นมวลปฏิกิริยา และงานวิเคราะห์ในภายหลังเกี่ยวกับกลไกของ Dean-drive ก็ถือว่าระบบเป็นแบบเปิดเมื่อมีการเหนี่ยวนำแรงจากพื้นดิน และการเคลื่อนที่แบบทิศทางเดียวใดๆ ก็ตามจะถูกจำกัดและขึ้นอยู่กับแรงเสียดทาน แทนที่จะเป็นการขับเคลื่อนแบบปิดที่ยั่งยืน[ 15 ] : 3–4, 14 [ 59 ] : 10–12
ไดรฟ์ควอนตัม
มีการเสนอการอ้างสิทธิ์การขับเคลื่อนแบบไม่ใช้เชื้อเพลิงจำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่นำเสนอเป็นควอนตัมไดรฟ์หรือเครื่องยนต์ไร้ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง การอ้างสิทธิ์ "ควอนตัมไดรฟ์" ที่โดดเด่นนั้นมุ่งเน้นไปที่ Quantum Drive ของ IVO Ltd. ซึ่งบริษัทได้เปิดตัวในปี 2022 โดยอ้างว่าเป็น "เครื่องขับดันไฟฟ้าบริสุทธิ์" ที่ไม่ใช้เชื้อเพลิง และมหาวิทยาลัยพลีมัธได้เชื่อมโยงกับทฤษฎีความเฉื่อยควอนตัมของไมค์ แมคคัลล็อก[ 60 ] [ 61 ]การรายงานอิสระในปี 2023 อธิบายอุปกรณ์ดังกล่าวว่าเป็นการอ้างสิทธิ์การขับเคลื่อนที่ขัดแย้งหรือ "เป็นไปไม่ได้" ซึ่งอ้างว่าสร้างแรงขับโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง และกำหนดกรอบการทดสอบวงโคจรที่วางแผนไว้เป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับแนวคิดนี้[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]การทดสอบการบินที่เสนอเชื่อมโยงกับ ภารกิจดาวเทียม CubeSat Barry-1 ของ IVO ซึ่งสื่อหลายแห่งอธิบายว่าเป็นความพยายามที่จะตรวจสอบว่า Quantum Drive สามารถสร้างแรงขับที่วัดได้ในวงโคจรภายใต้สภาวะการทำงานหรือไม่[ 63 ] [ 65 ] [ 64 ]
อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นปี 2024 Futurismรายงานว่าการติดต่อกับยานอวกาศขาดหายไปก่อนที่จะสามารถทดสอบระบบขับเคลื่อนได้ ทำให้แนวคิดนี้ไม่มีการสาธิตในอวกาศที่เสร็จสมบูรณ์[ 3 ]การรายงานข่าวเกี่ยวกับ Quantum Drive ยังนำเสนออย่างต่อเนื่องว่าเป็นข้ออ้างที่โต้แย้งกันเกี่ยวกับการขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาหรือไม่มีเชื้อเพลิง มากกว่าที่จะเป็นเทคโนโลยีการขับเคลื่อนที่ได้รับการยอมรับUniverse Todayตั้งข้อสังเกตว่านักฟิสิกส์หลายคนมองว่าทฤษฎีพื้นฐานเป็นเรื่องที่แปลก ในขณะที่Popular Mechanics , ForbesและFuturismต่างเน้นย้ำว่าอุปกรณ์นี้กำลังได้รับการส่งเสริมให้เป็นสิ่งที่ท้าทายความคาดหวังทั่วไปเกี่ยวกับการบินอวกาศโดยใช้เชื้อเพลิงหรือกลศาสตร์ของนิวตัน[ 62 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 3 ]
เครื่องขับดันสุญญากาศควอนตัม
Q-thruster หรือ Quantum Vacuum Plasma Thruster เป็นแนวคิดการขับเคลื่อนที่เสนอขึ้นโดยเกี่ยวข้องกับ โครงการ Eagleworks LaboratoriesของHarold G. White (เรียกอีกอย่างว่า Advanced Propulsion Physics Laboratory) ที่ศูนย์อวกาศจอห์นสัน ของ NASA ในการนำเสนอ Eagleworks ในปี 2011 White และผู้ร่วมเขียนกล่าวว่าห้องปฏิบัติการจะใช้งานลูกตุ้มบิดด้วย Quantum Vacuum Plasma Thruster ที่มีอยู่ และอธิบายงาน QVPT ก่อนหน้านี้ว่าชี้ให้เห็นถึงแรงขับจำเพาะและแรงจำเพาะที่สูงมาก โดยมีการใช้งานที่คาดการณ์ไว้ตั้งแต่ภารกิจมนุษย์ไปดาวอังคารไปจนถึงการผ่านหน้าดาวเนปจูนเป็นเวลาหนึ่งปีที่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น[ 66 ] : 1, 3–4 ในเอกสารสรุปของ NASA ในปี 2013 White อธิบาย Q-thruster ว่าเป็นรูปแบบการขับเคลื่อนไฟฟ้าที่มี TRL ต่ำซึ่งจะ "ผลักออกจากสุญญากาศควอนตัม" โดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้าพลศาสตร์ โดยถือว่าสุญญากาศเป็นทะเลของอนุภาคเสมือน และโต้แย้งว่าการพัฒนาแบบจำลองและข้อมูลการทดสอบล่าสุดชี้ให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่แข่งขันได้สำหรับการขับเคลื่อนในอวกาศ[ 18 ] : 2
บทสรุปโครงการของ NASA ในปี 2014 สำหรับแคมเปญ Q-Thruster Breadboard ระบุว่าแคมเปญทดสอบ 3 ครั้งในปีงบประมาณ 2013 ได้สร้างแรงขับที่วัดได้ ยกระดับแนวคิดจาก TRL 2 เป็น TRL 3 ตอนต้น และอธิบายเทคโนโลยีนี้ว่าเป็นรูปแบบการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่ช่วยให้ภารกิจดำเนินไปได้ โดยมีอัตราส่วนแรงขับต่อกำลังประมาณ 7 เท่าของ Hall thruster และมีเป้าหมายที่ 0.4 N/kW เมื่อถึงขั้นสมบูรณ์[ 67 ] : 1–3, 6–7 B. Kent Joosten และ White ในเอกสารวิเคราะห์ภารกิจของ IEEE ปี 2015 ได้อธิบาย Q-thruster ว่าเป็นระบบที่ใช้ความผันผวนของสุญญากาศควอนตัมเป็นแหล่ง "เชื้อเพลิง" ซึ่งช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้เชื้อเพลิงบนยานแบบดั้งเดิม และจำลองภารกิจการเดินทางไป-กลับดาวอังคาร การถ่ายโอนอย่างรวดเร็วไปยังดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ และประสิทธิภาพระหว่างดวงดาวภายใต้สมมติฐานเหล่านั้น[ 68 ] : 1–2, 6–8 ในปี 2016 H. Fearn และ James F. Woodward ได้พิจารณาการตีความควอนตัม-สุญญากาศ-พลาสมาของ White เป็นส่วนหนึ่งของวรรณกรรมการขับเคลื่อนที่ก้าวล้ำในวงกว้าง แต่โต้แย้งว่าข้อเสนอดังกล่าวทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง และสังเกตว่าพวกเขาไม่พบฟิสิกส์พื้นฐานของ Q-thruster ที่เขียนไว้ในเอกสารที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญอย่างละเอียด[ 69 ] : 155, 159–160
ทฤษฎีการขับเคลื่อนอวกาศ
ในวรรณกรรมเกี่ยวกับการขับเคลื่อน "การขับเคลื่อนในอวกาศ" ถูกใช้เป็นคำกว้างๆ สำหรับการขับเคลื่อนแบบพึ่งพาตนเองในเชิงสมมติฐาน ซึ่งยานพาหนะจะเคลื่อนที่โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับอวกาศโดยรอบ แทนที่จะโดยการขับเชื้อเพลิงออกมา Marc G. Millis อธิบายว่าเป็นคำทั่วไปที่ครอบคลุมความพยายามที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างยานพาหนะกับอวกาศ โดยมีเป้าหมายหลักคือการกำจัดความจำเป็นในการใช้เชื้อเพลิง[ 22 ] : 3 งานก่อนหน้านี้ของ Millis ถือว่าแนวคิดนี้เป็นวิธีในการกำหนดกรอบปัญหาการอนุรักษ์โมเมนตัมและการอ้างอิงความเฉื่อยที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ซึ่งการขับเคลื่อนแบบไร้เชื้อเพลิงใดๆ จะต้องแก้ไข[ 4 ] : 7 [ 5 ] : 18
การเชื่อมโยงหลักการของ Mach
แนวทางหนึ่งที่เป็นไปได้ในทฤษฎีการขับเคลื่อนในอวกาศคือการทบทวนหลักการของ Mach ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่ากรอบอ้างอิงเฉื่อยเกิดขึ้นจากการกระจายตัวของสสารโดยรอบ ในปี 1996 Millis เขียนว่ารูปแบบที่เป็นประโยชน์ต่อการขับเคลื่อนของหลักการของ Mach จะต้องแสดงให้เห็นว่าแรงปฏิกิริยาสามารถส่งผ่านไปยังสสารโดยรอบได้อย่างไร เพื่อให้ "การผลักดันกรอบอ้างอิงนั้นด้วยการขับเคลื่อนในอวกาศเป็นการผลักดันสสารโดยรอบที่อยู่ห่างไกลออกไป" [ 4 ] : 7 ในการทบทวนในปี 2005 เขาได้อธิบายอีกครั้งถึงการตรวจสอบหลักการของ Mach อีกครั้งในฐานะแนวทางทางทฤษฎีหนึ่งสำหรับการอนุรักษ์โมเมนตัมสำหรับการขับเคลื่อนในอวกาศ โดยสังเกตว่ามุมมองแบบ Machian ดังกล่าวถือว่ากรอบอ้างอิงเฉื่อยเชื่อมต่อกับมวลโดยรอบในจักรวาล[ 5 ] : 18
การจัดการกรอบอ้างอิงเฉื่อย
แนวคิดที่เกี่ยวข้องแต่ค่อนข้างแคบกว่านั้นคือการถามว่าอาจได้รับแรงขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของกรอบอ้างอิงเฉื่อยเองหรือไม่ ในบทความเดียวกันในปี 1996 มิลลิสเสนอว่าหากสามารถสร้างความไม่สมมาตรในคุณสมบัติของกาลอวกาศที่ก่อให้เกิดกรอบอ้างอิงเฉื่อยได้ อาจทำให้เกิดแรงเฉื่อยสุทธิได้[ 4 ] : 7 เขากลับมาพิจารณาความเป็นไปได้นั้นอีกครั้งในปี 2017 ในบทความที่เกี่ยวกับกรอบอ้างอิงเฉื่อย โดยถือว่าความแข็งแรงของกรอบอ้างอิงเฉื่อยที่แปรผันได้เป็นกรอบ "ถ้าหาก" ที่คาดการณ์ไว้สำหรับการทดลองทางความคิดเกี่ยวกับการขับเคลื่อนในอวกาศมากกว่าที่จะเป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับ[ 23 ] : 89–90
ปฏิสัมพันธ์ของสสารระยะไกล
แนวคิดของ Machian และกรอบเฉื่อยเหล่านี้ทับซ้อนกันในข้อเสนอที่ว่าไดรฟ์สมมติอาจแลกเปลี่ยนโมเมนตัมกับสสารที่อยู่ห่างไกลแทนที่จะแลกเปลี่ยนกับมวลปฏิกิริยาบนยาน การอภิปรายของ Millis ในปี 1996 ได้กำหนดกรอบปัญหาไว้อย่างชัดเจนในแง่ดังกล่าว ในขณะที่บทความของเขาในปี 2017 ได้ปรับเปลี่ยนหลักการของ Mach เวอร์ชันปฏิสัมพันธ์โดยตรงแบบเก่าให้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่กว้างขึ้นในการทำความเข้าใจว่าสสารโดยรอบอาจทำให้พื้นที่มีคุณสมบัติของกรอบเฉื่อยที่ไดรฟ์สามารถโต้ตอบได้หรือไม่[ 4 ] : 7 [ 23 ] : 85, 89–90
การขับเคลื่อนตามทฤษฎีของไฮม์
เส้นทางการคาดการณ์อีกทางหนึ่งในวรรณกรรมเกี่ยวกับการขับเคลื่อนที่ก้าวล้ำนั้นอ้างอิงถึงทฤษฎีของBurkhard Heimซึ่งเป็นทฤษฎีสนามมิติสูงที่ Walter Dröscher และ Jochem Häuser กล่าวว่าบ่งบอกถึงปฏิสัมพันธ์เพิ่มเติมอีกสองอย่างนอกเหนือจากแรงพื้นฐานที่รู้จัก[ 24 ] : 1430 ในคำอธิบายของพวกเขา หนึ่งในนั้นคือ " แรง กราวิโฟตอน " ซึ่งจะอนุญาตให้มีรูปแบบ "การขับเคลื่อนสนามกราวิโตโฟตอน" ที่แตกต่างออกไป ซึ่งสามารถเร่งความเร็ววัตถุได้โดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง[ 24 ] : 1430 ภาพรวมการขับเคลื่อนในภายหลังยังระบุแนวคิดเกี่ยวกับกาลอวกาศแบบควอนตัมของ Heim ไว้ในทางเลือกการคาดการณ์ที่กำลังพิจารณาควบคู่ไปกับแนวทางพลังงานสุญญากาศและแนวทางของ Machian [ 70 ] : 45
แบบจำลองสุญญากาศ-ความเฉื่อย
อีกหนึ่งแนวทางเชิงคาดการณ์ในทฤษฎีการขับเคลื่อนในอวกาศเชื่อมโยงความเฉื่อย และในบางเวอร์ชันรวมถึงแรงโน้มถ่วง เข้ากับการปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าศูนย์จุด ในบทความเรื่อง " ความท้าทายในการสร้างการขับเคลื่อนในอวกาศ"มิลลิสได้พิจารณาความผันผวนของแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ หรือ ZPF ว่าเป็นสื่อกลางที่มีศักยภาพสำหรับการวิจัยการขับเคลื่อนในอวกาศในเชิงสมมติฐาน โดยสังเกตว่าการค้นพบวิธีใดๆ ที่จะทำปฏิกิริยาแบบไม่สมมาตรกับ ZPF น่าจะสร้างการขับเคลื่อนในอวกาศได้[ 4 ] : 6 เอกสารการประชุมเชิงปฏิบัติการของ NASA ของ เบอร์นาร์ด ไฮช์และอัลฟอนโซ รูเอดา ก็ได้อธิบายสนามศูนย์จุดว่าเป็นพื้นฐานของความเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง และถือว่าแนวคิดนี้มีความเกี่ยวข้องกับแผนการขับเคลื่อนแบบใหม่โดยสิ้นเชิง[ 25 ] : 55 อย่างไรก็ตาม มิลลิสได้เตือนว่าทฤษฎีดังกล่าวไม่ได้ถูกพัฒนาขึ้นในบริบทของการขับเคลื่อน และไม่ได้แสดงให้เห็นโดยตรงว่าความเฉื่อยหรือแรงโน้มถ่วงอาจถูกควบคุมเพื่อสร้างแรงขับได้อย่างไร[ 4 ] : 6
ข้อเรียกร้อง การทดสอบ และข้อเสนอที่คัดเลือก
ตารางต่อไปนี้สรุประบบขับเคลื่อนแบบไร้แรงปฏิกิริยาที่ได้รับการคัดเลือกและข้อเสนอที่เกี่ยวข้องซึ่งกล่าวถึงในบทความนี้ รวมถึงการสาธิตที่อ้างถึง การทดสอบในห้องปฏิบัติการ และการประเมินผลในภายหลัง
| ระบบ / แนวคิด | โดเมน | การใช้งานครั้งแรกที่อ้างหรือทดสอบ | วันที่ | อุปกรณ์ / ผู้เรียกร้อง | สถานะ | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| อิเล็กโตรกราวิติกส์ / เครื่องยก | พื้น | การทดลองท่อคูลิดจ์ของบราวน์; สิทธิบัตรของอังกฤษเลขที่ 300,311 | 1928 | โทมัส ทาวน์เซนด์ บราวน์ | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | Bahder & Fazi ( ARL , 2003) ตรวจสอบแรงสุทธิบนตัวเก็บประจุแบบไม่สมมาตร แต่พื้นฐานทางกายภาพยังไม่ได้รับการแก้ไข[ 40 ] : 1, 22 Millis (2005) จัดกลุ่ม Biefeld-Brown, ตัวยก และอิเล็กโทรกราวิติกส์เป็นกลุ่มเดียวกันของการอ้างสิทธิ์แรงขับแรงดันสูง[ 5 ] : 16 |
| ดีนไดรฟ์ | พื้น | การสาธิตส่วนตัวบนเครื่องชั่งน้ำหนักในห้องน้ำ ไม่อนุญาตให้มีการวิเคราะห์โดยอิสระ | 1959 | นอร์แมน แอล. ดีน (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาเลขที่ 2886976) | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | ได้รับการส่งเสริมโดยJohn W. CampbellในAstoundingตั้งแต่ปี 1960 [ 14 ] : 83–106 Goswami (1985): "ปัจจุบันเป็นเรื่องปกติในแวดวง SF ที่จะเรียกไดรฟ์ที่ไม่มีปฏิกิริยาว่าไดรฟ์ Dean" [ 37 ] : 23 แรงขับที่ปรากฏในภายหลังถูกระบุว่าเป็นแรงเสียดทาน[ 39 ] [ 35 ] |
| เครื่องขับดันแบบสั่น | พื้น | ไดรฟ์ Dean (1959) ถูกระบุว่าเป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุด; รูปแบบต่างๆ ผ่านทางสิทธิบัตร Foster (1997) | 1959 | ดีน; ธอร์นสัน; ฟอสเตอร์ | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | Millis & Thomas (2006): วงจรมวลภายในที่ไม่สมมาตร; พื้นดินทำหน้าที่เป็นมวลปฏิกิริยา[ 15 ] : 3–4 Provatidis (2013): การเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับแรงเสียดทาน ไม่ใช่การขับเคลื่อนด้วยตนเองที่ยั่งยืน[ 59 ] : 10–12 |
| เครื่องขับดันเฉื่อยไจโรสโคป | พื้น | การบรรยายของ Eric Laithwaite ที่ สถาบัน Royal Institutionในปี 1974 | พ.ศ. 2517 | เลธเวท; แซนดี้ คิดด์ (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 5024112, 1991) | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | สถาบัน Royal Institutionอธิบายว่าการบรรยายของ Laithwaite เป็นที่ถกเถียงกัน[ 44 ] Millis & Thomas (2006): แรงยกที่ปรากฏคือแรงบิดผ่านจุดหมุนและจุดหยุด ไม่ใช่แรงผลักที่แท้จริง[ 15 ] : 13–15 |
| เสาอากาศแบบผลักดัน (ชลิเชอร์) | พื้น | ระบบขับเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้นที่ได้รับการจดสิทธิบัตร อ้างว่ามีแรงขับสูงกว่าแรงดันโฟตอน | 1992 | Rex L. Schlicher (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 5142861) | ผลลัพธ์ว่างเปล่า | NASA Glenn ทดสอบอุปกรณ์แล้ว รายงานว่าไม่มีการเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กัน แรงขับต่ำกว่าระดับที่ใช้งานได้จริงมาก[ 19 ] : 1 [ 5 ] : 16 |
| แรงกล / เมกะไดรฟ์ | พื้น | เครื่องขับดันแบบจานเพียโซอิเล็กทริกที่ใช้ประโยชน์จากความผันผวนของมวลชั่วคราวตามที่กล่าวอ้าง | พ.ศ. 2538 | เจมส์ เอฟ. วูดเวิร์ด | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | ได้รับ เงินทุนจาก NIACในปี 2017; แนวคิดยานสำรวจอวกาศ SSI Lambda ได้รับการพัฒนา[ 50 ]ผลการทดสอบที่หลากหลาย; รายงานแรงเล็กน้อย; จำเป็นต้องมีการทำซ้ำโดยอิสระ[ 50 ] |
| EmDrive (โพรงไมโครเวฟ) | พื้น | อ้างว่าแรงขับมาจากโพรงไมโครเวฟแบบปิด | ~2001 | โรเจอร์ ชอว์เยอร์ | ผลลัพธ์ว่างเปล่า | NASA Eagleworks รายงานแรงขับเล็กน้อยภายใต้สุญญากาศ[ 54 ] Tajmar et al. (2022): ไม่มีแรงขับในช่วงความถี่กว้าง สัญญาณผิดปกติใด ๆ ที่ต่ำกว่าขีดจำกัดแรงขับของโฟตอนอย่างน้อยสองลำดับขนาด[ 21 ] : 31, 42–43 |
| เครื่องขับดันสุญญากาศควอนตัม (Q-thruster) | พื้น | การทดสอบลูกตุ้มบิดตัวในห้องปฏิบัติการ Eagleworks; อ้างว่าระดับความพร้อมทดสอบ (TRL) เพิ่มขึ้นจาก 2 เป็น 3 | 2011 | Harold G. White / NASA Eagleworks ( JSC ) | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | White (2013): เสนอให้ "ผลักออกจากสุญญากาศควอนตัม" ผ่าน MHD [ 18 ] : 2 Fearn & Woodward (2016) วิจารณ์ฟิสิกส์ของ Q-thruster; ตั้งข้อสังเกตว่าไม่พบเอกสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญโดยละเอียด[ 69 ] : 155, 159–160 |
| แคนนาอีไดรฟ์ | พื้น | อุปกรณ์โพรงไมโครเวฟที่เกี่ยวข้อง; ระบบปิดที่อ้างว่าสร้างแรงขับโดยไม่ปล่อยไอเสีย | ~2014 | กุยโด เฟตตา | ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ | อธิบายควบคู่ไปกับ EmDrive เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มคำกล่าวอ้างเกี่ยวกับโพรงไมโครเวฟที่ไม่มีตัวขับเคลื่อนในวงกว้าง[ 1 ] [ 53 ] |
| เครื่องยนต์เกลียว | เชิงทฤษฎี | แนวคิดลำแสงไอออนเชิงสัมพัทธภาพแบบวงปิดที่เสนอ | 2019 | เดวิด เอ็ม. เบิร์นส์ ( ศูนย์อวกาศนาซา ) | เสนอ | เอกสารการประชุม AIAA; เบิร์นส์ระบุว่าจำเป็นต้องมีการตรวจสอบซินโครตรอน[ 47 ] : 2, 8–9 การครอบคลุมรองถือเป็นข้อเสนอการขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาคล้ายกับ EmDrive [ 26 ] |
| ควอนตัมไดรฟ์ (IVO) | พื้นที่ (ที่วางแผนไว้) | อ้างว่าเป็น "เครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้าบริสุทธิ์" ที่ไม่ใช้เชื้อเพลิงเลย และเชื่อมโยงกับทฤษฎีความเฉื่อยเชิงควอนตัม | 2022 | บริษัท IVO จำกัด / ดาวเทียมคิวบ์แซท Barry-1 | ไม่สามารถยืนยันได้ (ช่องทางการติดต่อหายไป) | มหาวิทยาลัยพลีมัธเชื่อมโยงอุปกรณ์เข้ากับทฤษฎีความเฉื่อยเชิงควอนตัมของ McCulloch [ 61 ]ขาดการติดต่อกับยานอวกาศก่อนที่จะสามารถทดสอบไดรฟ์ได้[ 3 ] |
| การเชื่อมโยงหลักการของ Mach | เชิงทฤษฎี | กรอบแนวคิดเชิงคาดการณ์: แรงปฏิกิริยาที่ส่งผ่านไปยังสสารที่อยู่ห่างไกล | – | – | เชิงทฤษฎี | มิลลิส (1996): รูปแบบมัคที่มีประโยชน์ในการขับเคลื่อนจะต้องแสดงให้เห็นว่าแรงปฏิกิริยาส่งผ่านไปยังสสารโดยรอบอย่างไร[ 4 ] : 7 [ 5 ] : 18 |
| การจัดการกรอบอ้างอิงเฉื่อย | เชิงทฤษฎี | สมมติฐาน: ความไม่สมมาตรในคุณสมบัติของกรอบอ้างอิงเฉื่อยของกาลอวกาศอาจก่อให้เกิดแรงสุทธิ | – | – | เชิงทฤษฎี | Millis (2017): ความแข็งแรงของกรอบเฉื่อยที่แปรผันถือเป็นกรอบ "ถ้าหาก" สำหรับการทดลองทางความคิด ไม่ใช่ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับ[ 23 ] : 89–90 |
| การขับเคลื่อนตามทฤษฎีของไฮม์ | เชิงทฤษฎี | ทฤษฎีสนามมิติสูงที่บ่งชี้ถึง "แรงโน้มถ่วงโฟตอน" สำหรับการเร่งความเร็วโดยไม่ใช้เชื้อเพลิง | – | – | เชิงทฤษฎี | Dröscher & Häuser (2005): ปฏิสัมพันธ์เพิ่มเติมสองอย่างนอกเหนือจากแรงที่ทราบแล้ว หนึ่งอย่างอนุญาตให้เร่งความเร็วโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง[ 24 ] : 1430 ระบุไว้ในทางเลือกที่คาดการณ์ไว้ในภาพรวมการขับเคลื่อนในภายหลัง[ 70 ] : 45 |
| แบบจำลองสุญญากาศ-ความเฉื่อย (ZPF) | เชิงทฤษฎี | สมมติฐาน: แรงเฉื่อยที่เชื่อมโยงกับสนามศูนย์จุด แม่เหล็กไฟฟ้า ; ปฏิกิริยา ZPF แบบไม่สมมาตรในฐานะแรงขับเคลื่อนในอวกาศ | – | – | เชิงทฤษฎี | Millis (1996): ZPF เป็นตัวกลางที่มีศักยภาพ แต่ยังไม่ได้รับการพัฒนาในบริบทของการขับเคลื่อน[ 4 ] : 6 Haisch & Rueda (1999): ZPF เป็นพื้นฐานของความเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง[ 25 ] : 55 |
ดูเพิ่มเติม
- เครื่องยนต์แรมเจ็ตแบบบัสซาร์ด – วิธีการขับเคลื่อนยานอวกาศที่เสนอ
- เทคโนโลยีเกิดใหม่ – เทคโนโลยีที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่
- ประวัติศาสตร์การบิน
- ประวัติศาสตร์ของจรวด
- ประวัติศาสตร์การบินอวกาศ
- โครงการสหัสวรรษใหม่ – โครงการของนาซาเพื่อทดสอบเทคโนโลยีอวกาศใหม่
- การปล่อยจรวดส่งขึ้นสู่อวกาศโดยไม่ใช้จรวด – แนวคิดสำหรับการปล่อยจรวดขึ้นสู่อวกาศ
- ไฟฟ้าพลศาสตร์เชิงสุ่ม – รูปแบบหนึ่งของไฟฟ้าพลศาสตร์แบบคลาสสิก
- ระบบขับเคลื่อนยานอวกาศด้วยไฟฟ้า – ประเภทของระบบขับเคลื่อนยานอวกาศที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการเร่งความเร็วเชื้อเพลิง
- ลำดับเหตุการณ์ของการบิน
- ลำดับเหตุการณ์ของเทคโนโลยีจรวดและขีปนาวุธ
- ลำดับเหตุการณ์ของการเดินทางในอวกาศ
หมายเหตุ
- ^ในแหล่งข้อมูลเหล่านี้ไดรฟ์ไร้ปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นฉลากสาธารณะกว้างๆ สำหรับข้ออ้างสมมติฐานเกี่ยวกับการขับเคลื่อนแบบพึ่งพาตนเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรายงานข้อเสนอเฉพาะ เช่น EmDrive , Cannae drive , เครื่องยนต์เกลียวของ David Burns และควอนตัมไดรฟ์ของ IVO มากกว่าที่จะเป็นชื่อของอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว [ 1 ] [ 2 ] [ 26 ] [ 3 ]
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบขับเคลื่อนไร้ปฏิกิริยา
ระบบขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยาหมายถึง รูปแบบการขับเคลื่อนยานอวกาศ ที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์และยังไม่ได้รับการพิสูจน์ ซึ่งจะสร้างแรงขับโดยไม่ต้องขับเชื้อเพลิงหรือแลกเปลี่ยนโมเมนตัม..
ประวัติและศัพท์เฉพาะ
ในงานเขียนยอดนิยมภาษาอังกฤษ กลไกขับเคลื่อนแบบไร้ปฏิกิริยา โดยทั่วไปจะถูกอธิบายว่าเป็นแนวคิดการขับเคลื่อนเชิงสมมติฐานที่จะสร้างแรงขับโดยไม่ต้องขับเชื้อเพลิงหรือมวลปฏิกิริยา [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] คำอธิบายเหล่านี้มักจะกำหนดคำนี้โดยเปรียบเทียบกับจรวดทั่วไป...
ประเภทของระบบที่เกี่ยวข้อง
ในเอกสารนี้ได้รวบรวม ไดรฟ์หลายประเภทที่มีลักษณะเฉพาะหรือมีลักษณะการทำงานเป็น ไดรฟ์ไร้ปฏิกิริยา ไว้แล้ว
ดีนไดรฟ์
เครื่อง ขับเคลื่อนดีน เป็นอุปกรณ์ที่อ้างว่าไม่มีปฏิกิริยา ซึ่งสร้างโดยนอร์แมน แอล.