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L’EmDrive, l’unità spaziale “impossibile”, è davvero impossibile?

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Immagina se, dopo che i fratelli Wright fecero il loro primo storico volo nel 1903, avessero incontrato un totale scetticismo, perché l’establishment scientifico non credeva che fosse possibile far volare qualcosa di più pesante dell’aria. Immagina che gli ingegneri europei abbiano costruito una copia del Flyer per testare le affermazioni americane.

Immagina anche che, nonostante le obiezioni dei fratelli Wright, i tester mettano sulla loro copia le ali capovolte. E poi, quando la copia non è riuscita a decollare, hanno annunciato che il Flyer non poteva volare ed era basato su falsi principi.

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Questo è più o meno ciò che l’inventore dell’EmDrive, Roger Shawyer, dice che è successo nell’ultimo test di propulsione senza propellente cui è stata sottoposta la sua invenzione.

L’unità si basa sull’idea che le microonde risonanti all’interno di una cavità asimmetrica genereranno più forza su un’estremità che sull’altra. 

Ciò sembra impossibile secondo la fisica newtoniana, che afferma che un sistema chiuso non può produrre una spinta netta. Tuttavia, può essere spiegato dalla fisica quantistica descritta dal ricercatore Mike McCulloch dell’Università di Plymouth. In caso di successo, l’EmDrive rivoluzionerebbe indiscutibilmente i viaggi spaziali, permettendoci di raggiungere Marte in settimane anziché mesi, trasformando anche l’industria dei satelliti e la guerra spaziale.

La ricerca originale di Shawyer ha attirato poca attenzione fino a quando non è stata replicata dai ricercatori della Northwestern Polytechnic University di Xi’an, che hanno prodotto con successo una spinta piccola ma misurabile. 

Ciò ha ispirato i ricercatori dell’Eagleworks della NASA a copiare il progetto, riportando nuovamente risultati positivi nel 2016.

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L’opera dei ricercatori dell’Eagleworks ha, però, attirato una tempesta di critiche da parte dei molti scettici che non credono che la “spinta impossibile” possa funzionare a causa della mancanza di un reale supporto teorico.

La ricerca è stata abbastanza promettente da consentire alla DARPA di finanziare, nel 2018, McCulloch e colleghi per sviluppare ulteriormente sia la teoria che la pratica dietro la possibilità di generare una spinta senza propellente. L’obiettivo era di comprendere e perfezionare meglio la tecnologia e vedere se sia in grado di produrre il tipo di livelli pratici di spinta che Shawyer e la teoria di McCulloch prevedono. 

O se test accurati avrebbero potuto dimostrare che l’apparente spinta registrata nei test precedenti era semplicemente il risultato di un errore sperimentale.

Negli ultimi risultati del progetto pubblicato dall’Università di Dresda, l’unità non è riuscita a mostrare una spinta misurabile: “L’impossibile” EmDrive in realtà è impossibile” secondo un titolo; L’EmDrive non riesce a generare alcuna spinta, ha scritto un’altra rivista. Gli scettici pensavano di aver finalmente vinto.

Beh, non proprio.

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L’EmDrive testato a Dresda era sbagliato

Roger Shawyer ha dichiarato di avere rivisto il progetto dell’EmDrive in fase di test a Dresda e di avere avvertito gli sperimentatori che c’era un problema serio.

Mi è stato comunicato che altre due organizzazioni hanno provato e fallito a produrre una spinta misurabile utilizzando repliche esatte del design della NASA“, ha scritto nel 2017. “Questo non è sorprendente in quanto il design è fatalmente difettoso“.

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In una spiegazione tecnica dettagliata, Shawyer ha sottolineato che il propulsore proposto era “improbabile che potesse produrre livelli significativi di spinta” a causa del design della cavità risonante.

Invece di utilizzare semplicemente una cavità di rame, gli sperimentatori di Dresda hanno incluso un disco di materiale dielettrico, un isolante che secondo alcuni lavori aveva il potenziale per aumentare la spinta. Tuttavia, Shawyer ha osservato che il materiale dielettrico deve essere dimensionato e posizionato esattamente per ottenere qualsiasi beneficio, e senza una regolazione fine rovina effettivamente l’effetto di risonanza.

McCulloch concorda sul fatto che l’aggiunta di dielettrico all’estremità stretta tende ad annullare la spinta.

Il fronte d’onda estremamente distorto si tradurrà in più riflessioni dalle pareti laterali rendendo la cavità incapace di supportare le onde che viaggiano lineari. Qualsiasi forza insignificante nelle piastre terminali sarà bilanciata dalle forze sui fianchi, con conseguente spinta netta pari a zero“, osserva Shawyer.

il ricercatore suggerisce che l’unico modo per produrre spinta sarebbe rimuovere il materiale dielettrico. La conclusione di Shawyer sull’ultimo lavoro è abbastanza secca:

Il risultato di quasi 4 anni di impegno ha semplicemente confermato il nostro consiglio originale. La cavità, così accuratamente testata, chiaramente non può funzionare come un propulsore EmDrive e non dovrebbe nemmeno essere descritta come tale“.

Shawyer afferma che questo risultato è stato confermato da altre organizzazioni di ricerca, inclusa l’Università di Tolosa.

Tutti i tentativi di produrre propulsori EmDrive funzionanti devono essere effettuati con una chiara comprensione della teoria dell’EmDrive e con sufficiente esperienza di ingegneria a microonde per evitare gli errori identificati in queste note“, conclude Shawyer.

Nel frattempo, la DARPA ha esaminato il rapporto di Dresda e, significativamente, sta continuando a finanziare il lavoro di McCulloch ed è entusiasta del potenziale per nuovi esperimenti che, a differenza del test di quello di Dresda, potrebbero produrre una spinta significativa, secondo la sua teoria.

I fratelli Wright affrontarono infatti un notevole scetticismo, in particolare in Europa dove venivano descritti come “bluffatori”. Nel 1906, tre anni dopo lo storico volo, il New York Herald scrisse: “In realtà o hanno volato o sono bugiardi. È difficile volare. È facile dire: ‘Abbiamo volato’“.

Fu solo quando effettuarono voli pubblici davanti a folle di testimoni che le affermazioni dei Wright furono accettate. Anche allora, pochi pensavano che il nuovo fragile aggeggio sarebbe mai stato qualcosa di più di una divertente novità.

L’EmDrive potrebbe non mantenere mai la sua promessa, ma i rapporti sulla sua morte sono notevolmente esagerati.

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