Mach Effect Gravity Assist (Mach), un motore della NASA che produce spinta senza espulsione di propellente

Hai mai sentito la frase “la vita imita l’arte?” Bene, due scienziati vogliono dimostrare che la anche la scienza lo fa. O, almeno, non vorrebbe farlo.

Prendendo spunto da Star Trek, gli scienziati Dr. Hal Fearn e Dr. Jim Woodward stanno tentando di costruire un “motore a impulsi” per rendere possibile il viaggio interstellare in una vita umana.

Nell’universo di Star Trek, i motori a impulso vengono utilizzati per fornire una spinta elevata per un breve periodo per uscire dall’orbita di un pianeta o di una luna. Il che accelera anche il viaggio interstellare e “andare audacemente dove nessun uomo è mai arrivato prima“.

Secondo Fearn, ci vorrebbero dai quindici ai sedicimila anni per raggiungere la stella più vicina alla Terra. Quindi, a meno che non esistano davvero Highlanders immortali, è improbabile che qualcuno potrà compiere un viaggio interstellare entro la vita di qualsiasi essere umano.

In un video sul canale YouTube Bloomberg Quicktakes , Fearn e Woodward propongono di utilizzare l’unità “Mach Effect Gravity Assist“, su cui sta lavorando anche la NASA, per ridurre il tempo di viaggio tra le stelle.

L’unità MEGA, come è più nota, si basa su alcuni aspetti fisici controversi. Il principio di Mach ha molte interpretazioni, ma Fearn si concentra specificamente su una. Il principio per cui la materia lontana può influenzare le cose da vicino.

Un’unità MEGA funziona come uno spazzolino elettrico. L’uso di cristalli piezoelettrici e l’applicazione di una specifica frequenza elettrica provoca l’espansione e la contrazione dei cristalli. Ciò fa vibrare il dispositivo, principalmente in una direzione, il che fa accelerare leggermente l’unità.

Fearn e Woodward affermano che ciò consente al dispositivo di attingere al potenziale gravitazionale dell’universo.

Il video di YouTube offre un paio di esempi che rendono un po’ più facile comprendere la scienza che c’è dietro e ora, Fearn e Woodward hanno ricevuto due sovvenzioni per far avanzare e migliorare il loro prototipo.

In realtà, mentre questa scoperta potrebbe cambiare il modo in cui vediamo e usiamo i viaggi spaziali, la fisica di tutto ciò è ancora oggetto di dibattito. Ad esempio, Michael McDonald, un ingegnere aerospaziale presso la biblioteca di ricerca navale degli Stati Uniti, concorda sul fatto che una scoperta come questa sarebbe “rivoluzionaria“. Ma ha dei dubbi.

“Se una cosa del genere fosse vera, sarebbe sconvolgente“, dice nel video. “Ma questo tipo di progressi non capita così spesso. Quindi sarebbe un’affermazione piuttosto straordinaria dire che abbiamo dato una nuova svolta al modo in cui funziona l’universo che non conoscevamo prima“.

Secondo la NASA, la propulsione del motore Mach Effect Gravity Assist (MEGA) si basa su una fisica tecnicamente credibile sottoposta a revisione paritaria e i suoi ingegneri ci stanno già lavorando da tempo.

Gli effetti di Mach sono variazioni transitorie nelle masse a riposo di oggetti che sperimentano simultaneamente accelerazioni e cambiamenti di energia interna. Sono previsti dalla fisica standard in cui si applica il principio di Mach, come discusso in articoli sottoposti a 20 anni di revisione paritaria e in un recente saggio, Making Starships and Stargates: the Science of Interstellar Transport and Absurdly Benigna Wormholes pubblicato nel 2013 da Springer-Verlag.

Nella Fase I della sperimentazione la NASA ha ottenuto quanto segue:

• Impulsi implementati per ridurre il riscaldamento e fornire una capacità di spinta di maggiore durata.
• Circuiti progettati e sviluppati per consentire l’ingresso CA abbinato all’impedenza di frequenza 1f e 2f al dispositivo, per migliorare l’efficienza dell’azionamento MEGA.
• Sviluppato un modello teorico migliore per il dispositivo e concettualizzato una sonda per una missione interstellare a Proxima b. Nella fase II, il prossimo passo critico nello sviluppo di questi propulsori è testare nuovi progetti con una frequenza più elevata per aumentare la spinta in uscita.

La NASA ha utilizzato SM-111 PZT di Steiner Martin per i propri dispositivi. Si prevede anche di testare nuovi materiali, ad esempio APC-840 PZT e PIN-PMN-PT, che sono già stati acquistati ma non ancora valutati.

Si progetta di far funzionare più dispositivi per determinare le scale di spinta in matrici di 2 o più dispositivi. La verifica indipendente degli effetti MEGA Drive da parte di esperti nel test del vuoto della micropropulsione è considerato un passaggio cruciale nella Fase II.

Sono previste collaborazioni con diverse entità (dal mondo accademico e industriale) per consentire il test di nuovi dispositivi. Gli effetti Mach hanno la capacità rivoluzionaria di produrre spinta senza l’espulsione del propellente, eliminando la necessità di trasportare il propellente come richiesto con la maggior parte degli altri sistemi di propulsione.

Alla fine, una volta provati in volo, questi propulsori potrebbero essere utilizzati per la propulsione in missioni primarie, aprendo il sistema solare e rendendo le missioni interstellari una realtà.

Questo concetto aerospaziale è un’entusiasmante tecnologia TRL 1, pronta a fare il passo successivo per fornire propulsione senza propellente, prima nelle missioni incrementali della NASA smallsat, ma in seguito abilitando nuove rivoluzionarie capacità di esplorazione dello spazio profondo oltre qualsiasi cosa ottenibile dai sistemi di propulsione chimica, nucleare o elettrica convenzionali.