Un impulso sin reacción es un dispositivo hipotético que produce movimiento sin el escape de un propulsor . Un motor sin propulsor no es necesariamente sin reacción cuando constituye un sistema abierto que interactúa con campos externos ; pero una pulsión sin reacción es un caso particular de una pulsión sin propulsor que es un sistema cerrado , presumiblemente en contradicción con la ley de conservación de la cantidad de movimiento . Los accionamientos sin reacción a menudo se consideran similares a una máquina de movimiento perpetuo . [1] El nombre proviene de la tercera ley de Newton., a menudo expresado como: "Por cada acción, hay una reacción igual y opuesta".
Muchos impulsos sin reacción inviables, como el impulso de Dean , son un elemento básico de la ciencia ficción para la propulsión espacial .
Sistemas cerrados
A lo largo de los años ha habido numerosas afirmaciones de diseños de impulsos funcionales sin reacción que utilizan la mecánica ordinaria (es decir, dispositivos que no se dice que estén basados en la mecánica cuántica, la relatividad o las fuerzas o efectos atómicos). Dos de ellos representan sus clases generales: el impulso de Dean es quizás el ejemplo más conocido de un impulso sin reacción de "mecanismo de oscilación lineal"; el propulsor inercial giroscópico es quizás el ejemplo más conocido de un accionamiento sin reacción de "mecanismo giratorio". Estos dos también se destacan ya que ambos recibieron mucha publicidad de sus promotores y la prensa popular en su día y ambos fueron finalmente rechazados cuando se demostró que no producían ninguna fuerza impulsora sin reacción. El auge y caída de estos dispositivos ahora sirve como advertencia para quienes hacen y revisan afirmaciones similares. [2]
Dean drive
La unidad Dean fue un concepto de dispositivo mecánico promovido por el inventor Norman L. Dean. Dean afirmó que su dispositivo era un "propulsor sin reacción" y que sus modelos de trabajo podían demostrar este efecto. Realizó varias demostraciones privadas pero nunca reveló el diseño exacto de los modelos ni permitió un análisis independiente de los mismos. [3] [4] Posteriormente se demostró que las afirmaciones de Dean sobre la generación de empuje sin reacción eran erróneas y que el "empuje" que producía el movimiento direccional probablemente fuera causado por la fricción entre el dispositivo y la superficie sobre la que descansaba el dispositivo y no lo haría. trabajar en espacio libre. [2] [5]
Propulsor inercial giroscópico (GIT)
El propulsor inercial giroscópico es un propulsor sin reacción propuesto basado en los principios mecánicos de un mecanismo giratorio. El concepto involucra varios métodos de apalancamiento aplicados contra los soportes de un gran giroscopio. El supuesto principio operativo de un GIT es una masa que viaja alrededor de una trayectoria circular a una velocidad variable. La parte de alta velocidad de la trayectoria supuestamente genera una fuerza centrífuga mayor que la baja, por lo que hay un empuje mayor en una dirección que en la otra. [6] El inventor escocés Sandy Kidd, un ex técnico de radar de la RAF, investigó la posibilidad (sin éxito) en la década de 1980. [7] Postuló que un giroscopio colocado en varios ángulos podría proporcionar una fuerza de elevación, desafiando la gravedad. [8] En la década de 1990, varias personas enviaron sugerencias al Programa de Extensión de Exploración Espacial (SEOP) de la NASA recomendando que la NASA estudiara un impulso inercial giroscópico, especialmente los desarrollos atribuidos al inventor estadounidense Robert Cook y al inventor canadiense Roy Thornson. [6] En las décadas de 1990 y 2000, los entusiastas intentaron construir y probar máquinas GIT. [9]
Eric Laithwaite , el "padre de Maglev", recibió una patente estadounidense para su propio sistema de propulsión, que se decía que creaba un empuje lineal a través de fuerzas giroscópicas e inerciales. [10] Sin embargo, después de años de análisis teóricos y pruebas de laboratorio de dispositivos reales, nunca se ha encontrado ningún dispositivo mecánico rotatorio (o cualquier otro) que produzca un empuje unidireccional sin reacción en el espacio libre. [2]
Motor helicoidal
David M. Burns, un ingeniero de la NASA en el Marshall Space Flight Center en Alabama, teorizó un posible impulso de propulsión de una nave espacial que posiblemente podría explotar los efectos conocidos de alteración de masas que ocurren cerca de la velocidad de la luz . Escribió un artículo publicado en 2019 por la NASA en el que lo describe como "Se propone un nuevo concepto de propulsión en el espacio en el que el propulsor no se expulsa del motor, sino que se captura para crear un impulso específico casi infinito". [11]
Sistemas abiertos
Movimiento con empuje
Se están utilizando o se han propuesto varios tipos de métodos de generación de empuje que no tienen propulsor, ya que no funcionan como cohetes y la masa de reacción no se transporta ni expulsa del dispositivo. Sin embargo, no están exentos de reacciones, ya que constituyen sistemas abiertos que interactúan con ondas electromagnéticas o varios tipos de campos. [ cita requerida ]
Los métodos sin propulsor más famosos son la maniobra de asistencia por gravedad o el tirachinas gravitacional de una nave espacial que se acelera a expensas del impulso del planeta que orbita, a través del campo gravitacional, o la propulsión por haz y la navegación solar , utilizando la presión de radiación de ondas electromagnéticas de una fuente distante como un láser o el sol. [ cita requerida ]
También se han propuesto métodos más especulativos, como el efecto Mach , [12] el propulsor cuántico de plasma al vacío o varias hipótesis asociadas con propulsores de cavidad resonante .
Movimiento sin empuje
Debido a que no existe un "centro de masa" bien definido en el espacio-tiempo curvo , la relatividad general permite que un objeto estacionario, en cierto sentido, "cambie su posición" de una manera contraintuitiva, sin violar la conservación del momento.
- El impulso de Alcubierre es un método hipotético de propulsión aparente más rápido que la luz para viajes interestelares postulado a partir de la teoría de la relatividad general. Aunque este concepto puede estar permitido por las leyes de la física actualmente aceptadas, sigue sin estar probado; la implementación requeriría una densidad de energía negativa y posiblemente una mejor comprensión de la gravedad cuántica . No está claro cómo (o si) este efecto podría proporcionar un medio útil de acelerar un vehículo espacial real y no se han propuesto diseños prácticos.
- "Nadar en el espacio-tiempo" es un efecto relativista general, donde un cuerpo extendido puede cambiar su posición usando deformaciones cíclicas en forma para explotar la curvatura del espacio, como debido a un campo gravitacional. En campos gravitacionales débiles, como el de la Tierra, el cambio de posición por ciclo de deformación sería demasiado pequeño para detectarlo. [13] [14] [15]
Ver también
- Propulsión por haz
- Bernard Haisch
- Propulsión de campo
- Harold E. Puthoff
- Impulsión inercial
- Movimiento perpetuo
- Propulsión de naves espaciales
- Electrodinámica estocástica
- Propulsor de cavidad resonante de RF (EmDrive)
Referencias
- ^ Winchell D. Chung Jr. "Unidades sin reacción" .
- ^ a b c Mills, Marc G .; Thomas, Nicholas E. (julio de 2006). Respondiendo a la antigravedad mecánica (PDF) . 42a Conferencia y Exposición Conjunta de Propulsión. NASA . Archivado desde el original (PDF) el 30 de octubre de 2011.
- ^ "Motor con alas incorporadas". Mecánica popular . Septiembre de 1961.
- ^ "Detesters, Phasers y Dean Drives". Analógico . Junio de 1976.
- ^ Goswami, Amit (2000). La visión de los físicos de la naturaleza . Saltador. pag. 60. ISBN 0-306-46450-0.
- ^ a b LaViolette, Paul A. (2008). Secretos de la propulsión antigravedad: Tesla, ovnis y tecnología aeroespacial clasificada . Tradiciones internas / Bear & Co. p. 384 . ISBN 978-1-59143-078-0.
- ^ Laithwaite, Eric (1990). "Revisión: los giroscopios siguen siendo los atractores más extraños" . New Scientist (publicado el 20 de octubre de 1990). 1739 .
- ^ Childress, David Hatcher (1990). Antigravedad y el campo unificado . Ciencia perdida. Adventures Unlimited Press. pag. 178. ISBN 0-932813-10-0.
- ^ "Las aventuras del equipo de vuelo inercial giroscópico" . 13 de agosto de 1998.
- ^ Patente de EE. UU. 5,860,317
- ^ Burns, David (2019). "Helical Engine", Control ID 3194907 - NTRS - NASA " (PDF) . Programa de información científica y técnica (STI) de la NASA, Servidor de informes técnicos de la NASA (NTRS) (publicado el 11 de octubre de 2019). 35812 : 9.
- ^ Rodal, José (mayo de 2019). "Un efecto de onda de Machian en la teoría gravitacional conformal, escalar - tensor". Relatividad general y gravitación . 51 (5): 64. Código Bibliográfico : 2019GReGr..51 ... 64R . doi : 10.1007 / s10714-019-2547-9 . ISSN 1572-9532 .
- ^ Wisdom, Jack (21 de marzo de 2003). "Nadar en el espacio-tiempo: movimiento por cambios cíclicos en la forma del cuerpo". Ciencia . 299 (5614). doi : 10.1126 / science.1081406 .
- ^ Guéron, Eduardo (agosto de 2009). "Sorpresas de la relatividad general:" nadar "en el espacio-tiempo" . Scientific American . Consultado el 2 de abril de 2021 .
- ^ Koelman, Johannes (25 de julio de 2009). "Nadando por el espacio vacío" . Ciencia 2.0 .
enlaces externos
- "Avances" comúnmente presentados a la NASA
- Motor de propulsión inercial
- Propulsión sin reacción (no) en MathPages