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16 commenti

Antibufala: il motore impossibile “garantito dalla NASA”

Se un inventore solitario annuncia di aver inventato un motore che va contro le leggi della fisica come le conosciamo, l'amara esperienza di tante bufale e truffe precedenti spinge a presumere che si tratti di nuovo di un imbroglio o di un abbaglio fino a prova contraria. Ma se c'è una conferma indipendente e se oltretutto ci si mette di mezzo nientemeno che la NASA a garantire la scoperta, allora cambia tutto. È quello che è successo con l'EmDrive (immagine qui accanto) dello scienziato britannico Roger Shawyer pochi giorni fa. O almeno così è sembrato, a giudicare dagli annunci fatti da Wired UK, NBC News, Discovery.com, The Independent, HuffingtonPost.itRepubblica e tante altre testate giornalistiche. Poi è arrivata la realtà, largamente snobbata dai media che avevano pompato la notizia.

L'EmDrive, secondo il suo inventore, sarebbe un sistema di propulsione basato sull'emissione di microonde in una cavità chiusa simile a un tronco di cono. La forma della cavità e le sue dimensioni che producono la risonanza alle microonde produrrebbero spinta senza dover usare propellente, a differenza di qualunque altro sistema di propulsione. Questo sarebbe rivoluzionario, perché permetterebbe di avere un motore con autonomia infinita: per esempio, basterebbe dotare un'astronave di un EmDrive, alimentato da pannelli solari, per poter viaggiare sotto spinta continua tra i pianeti. Sparirebbe il problema del propellente, che costituisce la stragrande maggioranza della massa di un veicolo spaziale odierno e che obbliga a viaggiare nello spazio principalmente per inerzia, allungando enormemente i tempi di viaggio.

Sembra troppo bello per essere vero, insomma. Eppure anche un esperimento indipendente condotto in Cina alcuni anni fa ha ottenuto lo stesso risultato e la NASA ha pubblicato un articolo (più precisamente un conference paper) che sembra confermare che l'EmDrive funziona. La spinta ottenuta dal test della NASA è mille volte più ridotta di quella ottenuta in Cina ed è modestissima (circa 30-50 micronewton, paragonabile a tre-cinque centomillesimi della spinta esercitata dal peso di un telefonino tenuto in mano), ma comunque esiste e soprattutto è inattesa secondo le leggi della fisica.

C'è un problema, come segnalano gli esperti linkati in coda a questo articolo: nell'esperimento condotto dai ricercatori NASA anche un esemplare di controllo che non doveva produrre spinta ha prodotto una spinta. L'esemplare di controllo, essendo privo delle modifiche fisiche interne progettate per generare spinta (fessure), non doveva funzionare: serviva per validare il metodo di sperimentazione. Se si provano due dispositivi, uno costruito per funzionare e l'altro costruito per non funzionare, e salta fuori che funzionano entrambi, c'è decisamente qualcosa che non va nell'impostazione dell'esperimento.

Con valori di forza così piccoli, è molto probabile insomma che il risultato sia in realtà un errore. Per esempio, il propulsore non è stato provato nel vuoto, ma in aria, per cui la piccolissima spinta potrebbe essere stata indotta da un flusso d'aria riscaldata dall'apparato.

Un altro problema segnalato dagli esperti è che l'esperimento attribuito dai media alla NASA nel suo complesso è stato svolto in realtà da un piccolo gruppo di ricercatori della NASA nel corso di soli otto giorni e riguarda soltanto alcune misurazioni, senza addentrarsi in valutazioni dei principi fisici, e un conference paper è tipicamente un semplice annuncio di risultati preliminari, senza la solidità e il rigore richiesti a una pubblicazione scientifica formale. L'ente spaziale, insomma, non ha affatto confermato o avallato massicciamente il funzionamento dell'EmDrive.

Prima di considerare confermata una rivoluzione scientifica del genere servono prove ripetute e schiaccianti, come sempre. Comunque sia, l'episodio dimostra che la comunità scientifica non è affatto chiusa e pronta a liquidare qualunque invenzione che sembra violare le leggi della fisica: se vengono portate prove sufficienti, anche concetti apparentemente bizzarri come una propulsione senza propellente vengono investigati. Per ora le prove non sono sufficienti, per cui si resta con i piedi per terra in attesa di altri esperimenti.


Fonti aggiuntive: Phil Plait, Mika McKinnon, Steven Novella, John Baez (anche qui), Marco Passarello, Greg Egan, Ars Technica.
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Commenti (16)
C'è da tener presente che non si tratterebbe comunque di violazione della conservazione della conservazione dell'energia. Non è «free-energy», insomma. La fonte di energia elettrica esisterebbe comunque, la difficoltà è produrre una spinta nel vuoto. Con l'aria basta usare l'energia per muovere una ventola, senza è un bel problema... Ecco perché funziona con il carburante: bruciando si espande, esce posteriormente, come reazione la camera di combustione subisce una spinta in avanti e il veicolo solidale al razzo avanza.
anche sull'"impossibilità" mi sembra ci si sia ovviamente buttati con sensazionalismo da titolone.
se ho capito bene le confuse info che si trovano in rete il funzionamento non sarebbe affatto "impossibile" ma si baserebbe in pratica sulla generazione di una differenza nella pressione di radiazione ai due lati del tubo.
considerato che la radiazione che genera la spinta viene prodotta da un magnetron (in soldoni tutto l'accrocchio è un forno a microonde con un lato più grande dell'altro...) alimentato da una sorgente di energia esterna (pannelli solari), tutto l'ambaradan "POTREBBE" stare in piedi...

il solo problema della teoria che non è stato evidenziato dalla stampa generalista non è tanto che il coso funzionerebbe senza emissione di gas, quanto il dubbio su quale sia la matrice fisica rispetto alla quale la radiazione produce una spinta.
ma in generale non c'è nulla di così "impossibile" nel motore impossibile...
ma non esisteva già il propulsore ionico che potesse fornire una "spinta" costante con la sola energia elettrica?
Non avrebbero dovuto verificare prima che non funzionasse quello che non doveva funzionare?
Provo a rispondere ad alcuni commenti, da fisico.

Oltre alla conservazione dell'energia c'è il problema della conservazione della quantità di moto. L'energia si riesce a recuperare, ad es. con pannelli solari, ma per la quantità di moto occorre buttare indietro "roba", e quella quando finisce, è finita, nello spazio non puoi far rifornimento. Si tratta di una jattura molto peggiore, un razzo è composto per il 95-98% di "roba da buttare indietro", e solo il resto da carico utile.

Il motore a ioni butta indietro gas pesante (xenon, cripton), ionizzato ed accelerato ad altissima velocità, in modo da avere il massimo della spinta con il minimo di materiale. Ma la quantità di gas che ti puoi portare dietro in un serbatoio è finita.

Un sistema per non dover buttare indietro roba è buttare indietro radiazione. Luce, onde radio, ecc. È molto inefficiente, la spinta che ottieni è P/c, dove P è la potenza e c la velocità della luce. In numeri, 1 kW di potenza produce una spinta di 3 microNewton. Da quel che capisco il motore produrrebbe una spinta ben maggiore (anche di 10 volte), il che è sorprendente, la conservazione della quantità di moto dipende dalla simmetria delle leggi della fisica, è ben difficile da aggirare.

Ma una misura del genere in ambiente non isolato è problematicissima. Hai correnti elettriche che girano in oggetti metallici, e che possono indurre altre correnti in oggetti vicini, creando effetti di attrazione-repulsione. Si può, come osservato, avere dei debolissimi getti di aria calda.

Il tutto fa tornare in mente il mitico Laureti, e la sua "propulsione post newtoniana". Una decina di anni fa sosteneva di essere riuscito a produrre un motore del genere, ma chiedeva una barcata di soldi per poterlo anche solo esaminare, ed insultava pesantemente chiunque chiedesse prove. Non ne ho saputo più niente.
Mi sono letto l'articolo teorico e le misure.

Il motore produrrebbe una spina specifica di circa 300 milliNewton per kW, cioè circa 10 MILA volte quella prevista dalla teoria. Ma non ipotizza nuove teorie, solo un'applicazione diciamo un po' disinvolta della relatività ristretta, e di teorie canoniche dell'elettromagnetismo.

La cosa mi lascia molto perplesso. I teoremi di conservazione della quantità di moto per l'elettromagnetismo sono molto generali, e ci dicono che QUALSIASI sistema in cui i singoli pezzi seguano le equazioni di Maxwell (che funzionano automaticamente anche per la relatività ristretta) deve conservare la quantità di moto: se qualcosa si muove in un senso devo avere o oggetti fisici, o onde radio che si muovono in direzione opposta, cosa che qui non succede.

Naturalmente puoi ritrovarti con un motore "impossibile", ma significherebbe che le leggi di Maxwell sono sbagliate (eventualità ovviamente possibile).

Succede insomma quello che succede quando non torna qualcosa in una partita doppia, un errore da qualche parte DEVI averlo fatto, non puoi ritrovarti alla fine della giornata con più soldi di quanto sia la differenza di entrate ed uscite, per quanti calcoli complicati tu abbia fatto per dimostrarlo possibile.

Mi riprometto di guardare bene quei calcoli. Purtroppo non so quando riuscirò ad averne il tempo.
a parte tutte le discussioni se davvero può produrre un impulso di qualche genere, anche piccolo a piacere, mi piacerebbe sapere se chi ha ipotizzato di poter produrre questo impulso "con continuità" grazie all'energia elettrica prodotta da pannelli solari ha tenuto conto dell'impulso trasmesso ai pannelli solari stessi dai fotoni assorbiti, impulso indubbiamente piccolo, ma non più di quello di cui si parla, e diretto inevitabilmente in direzione opposta al sole...
Almeno questo inventore, ha permesso a qualcuno di testare la sua invenzione, non come tanti altri che non lasciano avvicinare nessuno!
@Gianni Comoretto
Il miitico Emidio Laureti fino a qualche mese fa bazzicava ancora sui NG di fisica. Poi si è volatilizzato, non senza qualche dispiacere.
Mi ricordo che nei suoi ultimi scritti parlava spesso del pendolo balistico, ma molto anche delle occasioni conviviali a Calmagorod :-).
Una precisazione: lui studiava la PNN, Propulsione Non Newtoniana.
Noi in africa siamo molto più avanti rispetto questi piccoli esperimenti,
utilizziamo la propulsione della velocità di gruppo dentro una bolla
elettromagnetica per superare la costante della luce. :-)
Non riesco a mettere insieme le informazioni contenute in questo articolo con quelle contenuto in questo paragrafo di wikipedia: http://goo.gl/yZFAKM. Non è vero che è stata misurata una spinta sull'esemplare di controllo: *The null test was not intended as the experimental control, which was a third test article involving an RF load without the resonant cavity interior.* [...] The experimental control measured zero thrust. Aggiungo anche: "In the complete paper, Eagleworks concluded this behavior proved "thrust production was not dependent upon the slotting". In secondo luogo si sta parlando del Cannae Drive e non dell'EmDrive. Se le mie considerazioni sono corrette il suo articolo è completamente sbagliato.
ci sono novità mi pare, ne sapete qualcosa?
Su questo articolo si dice "And last year, NASA conducted its own tests in a vacuum to rule out movement of air as the origin of the force. NASA, too, confirmed that the EmDrive produces a thrust. In total, six independent experiments have backed Shawyer’s original claims."

https://www.technologyreview.com/s/601299/the-curious-link-between-the-fly-by-anomaly-and-the-impossible-emdrive-thruster/

Piccolo elenco riassuntivo circa le basi teoriche della Propulsione Non Newtoniana (PNN):

1) Al primo posto c’è il normalista E.Fabri nelle sue seriali contraddizioni www.asps.it/contesto.htm circa la violabilità del principio di azione e reazione

2) poi basta ricordare un lungo thread in cui Giorgio Pastore sempre opponente della PNN che su free it.scienza fisica diceva :
“Dovrebbe essere ben noto (ma non lo e') che il terzo principio, nella
formulazione di Newton non e' affatto valido in modo generale.
Il caso di fenomeni elettromagnetici, come quello che hai citato, e' uno
dei casi in cui non vale. "
from: :https://groups.google.com/forum/?hl=IT#!topic/free.it.scienza.fisica/eUUCW9P6NVA

Ecco la pnn è in questo essenziale concetto a livello teorico : alcuni sanno che il III di Newton è violabile in elettrodinamica ma sperimentalmente non sanno come procedere (causa rincoglionimento percettivo da equazioni ) e quindi si inventano suppostoni ad hoc basati su substrati quantici (il quantico va di moda) o ipotesi carnevalizie tipo Woodward Effect di Mr.Rodal per l'Emdrive in cui dimostrano ancora di non capire nulla del suo principio di funzionamento

3)e poi c'è Max Planck con tutto il legame con altri fisici H.Lorentz e A.Abraham
Che circa 1 secolo fa diceva:
Planck :“il principio di reazione sarà violato quando si
consideri solo la quantità di moto meccanica, e sara’ invece soddisfatto non appena si tenga presente anche la quantità di moto elettromagnetica.”

http://www.cobraf.com/forum/immagini/R_123586262_1.pdf

4) e poi c'è quanto dice Moretti in www.asps.it/azione.htm molto essenziale a livello teorico per capire che Newton ai suoi tempi neppure conosceva la legge di Ohm 

5) e poi ce ne sono altri di cui taccio perché a differenza di quelli di cui sopra scendono in dettagli da cui POI non sanno dipartire. Ecco perché taccio perché quei dettagli sono una fase essenziale per uscire dall'incubo propulsivo della propulsione newtoniana a base di massa da rinculo. E il know-how della propcedura di violazione del principio di azione e reazione appartiene all'ASPS

In sintesi io non ho fatto altro che approfondire il lavoro dimenticato di altri!
L'approfondimento si chiama pnn

Scusate ho dimenticato questo:

Henri Poincaré pointed out that the Newton's third law is violated if the displacement current does exist ... This conjecture implicates that, according to Maxwell’s equations, a net propulsion force can be generated from electromagnetic interaction……” (H. Poincaré, Électricité et Optique (Paris: G Carré et C Naud), 1901, pp 465-6).

Poi c'è questo link di alcuni mesi fa

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=40170.0

dove si possono trovare "pazientemente" molte informazioni circa la storia della pnn

da cui mi sono ritirato dicendo che non potevo più scrivere per non dare ulteriori informazioni.... traduzione:
il know-how della pnn non si cede a costo zero .... ovviamente accertato prima che SPRIMENTALMENTE funzioni.

Purtroppo il web permette copiati rapidi in tutto il mondo http://www.asps.it/apensar.htm

Saluti
Direi che è tempo per un aggiornamento sull'argomento, dati i recenti sviluppi:
http://motherboard.vice.com/read/nasas-peer-reviewed-paper-on-the-emdrive-is-now-online

Dov'è il commento di @pgc quando serve? :P