Tim NASA Mengklaim 'Tidak Mungkin' Mesin Luar Angkasa Bekerja
2016 / Desember / 5   11:31

Tim NASA Mengklaim 'Tidak Mungkin' Mesin Luar Angkasa Bekerja

Ilmuwan hanya menerbitkan sebuah kertas berisi kontroversi EmDrive menghasilkan dorongan, bahkan mungkin diketahui menentang hukum fisika.

Tim NASA Mengklaim 'Tidak Mungkin' Mesin Luar Angkasa BekerjaPrototipe dari EmDrive, yang terlihat di ruang percobaan di laboratorium NASA. (AIAA via National Geographic)

Setelah bertahun-tahun berspekulasi, tim penelitian yang tidak biasa di Johnson Space Center NASA telah mencapai tonggak sejarah yang mana banyak para ahli berpikir tidak mungkin. Minggu ini, tim resmi menerbitkan bukti percobaan mereka untuk sebuah sistem tenaga penggerak elektromagnetik yang dapat menguatkan pesawat luar angkasa melewati ruang hampa – tanpa menggunakan bahan bakar apapun.

Berdasarkan tim, drive elektromagnetik, atau EmDrive , mengubah listrik menjadi dorong hanya dengan terpental di sekitar microwave di rongga tertutup. Secara teori, seperti mesin yang ringan suatu hari dapat mengirim sebuah pesawat luar angkasa ke Mars dalam waktu 70 hari. (cari tahu mengapa Elon Musk berpikir jutaan orang dapat hidup di Mars sekitar tahun 2060.)

Bertahan lama menggunakan EmDrive tampaknya menentang hukum fisika klasik, jadi meskupin jika melakukan apa yang tim klaim, para ilmuwan masih tidak yakin bagaimana benda ini benar-benar bekerja. Laporan tentang mesin sebelumnya bertemu dengan penumpukan dosis skeptisisme, dengan banyak fisikawan membuang EmDrive ke dunia pseudosains atau ilmu semu.

Sekarang, mungkin, penelitian terbaru telah melewati tingkat pengawasan oleh para ilmuwan independen yang menunjukkan bahwa EmDrive benar-benar bekerja.

Apakah ini awal dari sebuah revolusi dalam perjalanan ruang angkasa-atau sekadar awal yang salah untuk "tidak mungkin" mesin pesawat ruang angkasa?

Apa itu EmDrive?

Pertama kali diusulkan sekitar 20 tahun yang lalu oleh ilmuwan Inggris Roger Shawyer, inkarnasi dari EmDrive ini telah dikembangkan dan diuji oleh para insinyur di Laboratorium Penelitian Khusus Penggerak Fisika milik NASA, secara informal dikenal sebagai Eagleworks.

Sederhananya, Eagleworks EmDrive membangkitkan dorongan dengan pentalan di sekitar energi elektromagnetik (dalam hal ini, foton microwave) dalam ruang tertutup, berbentuk kerucut. Sementara foton bertabrakan dengan dinding ruangan, mereka entah bagaimana menggerakkan perangkat tersebut ke depan, meskipun faktanya tidak ada yang terlepas dari ruangan. Sebaliknya, ion drive sekarang digunakan pada beberapa pesawat ruang angkasa NASA menciptakan dorong oleh pengionan bahan bakar, biasanya gas xenon, dan menembakkan keluar balok dari muatan atom.

Dalam kata lain, jika EmDrive bertahan pada pemeriksaan lebih lanjut, maka kendaraan masa depan dapat meluncur melalui ruang angkasa tanpa perlu membawa banyak bahan bakar. Dalam perjalanan ruang angkasa, cahaya sangat penting untuk perjalanan cepat dan hemat biaya untuk jarak jauh.

Apakah Mesin Ini Melawan Hukum Fisika?

Kembali di tahun 1687, Sir Isaac Newton menerbitkan tiga hukum gerak yang membentuk dasar untuk mekanika klasik. Selama tiga abad intervensi, hukum-hukum telah diuji dan diverifikasi lagi dan lagi. (Lihat juga "Isaac Newton’s Lost Alchemy Recipe Rediscovered.")

Masalahnya adalah, EmDrive melanggar hukum ketiga Newton, yang menyatakan bahwa setiap aksi, ada reaksi yang sama dan berlawanan. Prinsip ini menjelaskan, misalnya, mengapa sebuah kano bergerak ke depan ketika seseorang mendayungnya. Gaya yang diterapkan ketika mendayung di air mendorong kano ke arah yang berlawanan. Ini juga mengapa mesin jet menghasilkan dorongan: seperti mesin membuang gas panas ke belakang, pesawat bergerak ke depan.

Anehnya, EmDrive tidak membuang apapun sama sekali, dan itu tidak masuk akal dalam hukum ketiga Newton atau prinsip-prinsip mekanika klasik lain, konservasi momentum. Jika EmDrive bergerak maju tanpa membuang apa-apa ke belakang, lalu tidak ada kekuatan berlawanan untuk menjelaskan dorongan. Ini sedikit seperti alasan seseorang di dalam mobil bisa mendorongnya maju dengan berulang kali memukul kemudi, atau awak pesawat ruang angkasa dapat menerbangkan pesawat ke tujuan mereka hanya dengan menekan dinding.

Adakah yang telah mencoba mengujinya sebelum ini?

Di tahun 2014, kelompok Eagleworks membuat gelombang ketika mengumumkan hasil awal yang menunjukkan mesin EM benar-benar bekerja. Sejak itu, kelompok ini menguji EmDrive dalam kondisi yang semakin ketat, termasuk percobaan baru. Kelompok lain juga telah mengembangkan dan menguji banyak inkarnasi EmDrive. Selain percobaan yang dilakukan oleh akademisi Amerika, Eropa dan Cina, ada sebuah komunitas DIY EmDrive yang sibuk membuat dan menguji mesin fisika tidak mungkin milik mereka. Tetapi belum ada yang dapat mengatakan secara yakin bahwa drive tersebut sudah bekerja sesuai yang dijelaskan. (Mari lihat: Fisikawan tidak suka penemuan yang tampaknya ajaib.)

Jadi apa bedanya sekarang?

Sekarang, tim NASA di samping EmDrive telah menerbitkan hasil percobaan mereka dalam jurnal peer-review. Sementara peer-review tidak menjamin bahwa temuan atau pengamatan itu valid, itu menunjukkan bahwa setidaknya beberapa ilmuwan independen melihat persiapan eksperimental, hasil, dan interpretasi dan menemukan itu semua masuk akal. Dalam tulisan ini, tim menjelaskan bagaimana mereka menguji EmDrive dalam vakum dekat, mirip dengan apa yang akan ditemukan di ruang angkasa. Para ilmuwan menempatkan mesin pada alat yang disebut torsi pendulum, kemudian dinyalakan, dan ditentukan berapa banyak dorong itu dihasilkan berdasarkan berapa banyak bergerak. Ternyata, EmDrive mampu menghasilkan 1,2 millinewton per kilowatt energi, menurut perkiraan penulis.

Tidak banyak dorongan dibandingkan dengan mesin yang lebih tradisional, tapi itu jauh dari tidak signifikan mengingat keadaan dalam benar-benar bebas bahan bakar. Dan dalam perspektif, layar ringan dan teknologi yang terkait lainnya- didorong oleh dorongan dari foton-hanya menghasilkan sebagian kecil dorongan, antara 3,33 dan 6,67 micronewton per kilowatt.

Sebelum sekarang, salah satu kritik utama tentang EmDrive adalah bahwa EmDrive menghangat saat diaktifkan, yang beberapa ilmuwan menyarankan dapat memanaskan udara di sekitarnya dan menghasilkan daya dorong. Pengujian perangkat tersebut dalam ruang hampa udara diselesaikan beberapa kritik bahwa, meskipun masih ada banyak peringatan yang harus dibahas.

Oke, Bagaimana mungkin?

Hal yang pertama sekali: Ini masih belum jelas jika EmDrive benar-benar menghasilkan dorong, ada klaim yang akan memerlukan verifikasi lebih lanjut. Tetapi orang-orang yang sudah melemparkan ide untuk bagaimana drive ini dapat bekerja.

Tim Eagleworks yang menguji EmDrive berpikir foton microwave mendorong melawan "quantum vacuum virtual plasma," atau partikel gelombang laut yang bergerak cepat dan keluar dari keberadaannya di tingkat kuantum. Masalahnya adalah, tidak ada bukti bahwa virtual plasma vakum kuantum adalah nyata, kata fisikawan dai Caltech, Sean Carroll. Vakum kuantum ada, katanya, tetapi mereka tidak menghasilkan plasma yang tersedia untuk mendorong menentangnya.

Dalam tulisan mereka, tim Eagleworks mengutarakan ide yang disebut teori percontohan gelombang untuk menggambarkan bagaimana vakum kuantum dapat digunakan untuk menghasilkan daya dorong, sambil mengingatkan penafsiran "bukan pandangan dominan fisika hari ini."

Mike McCulloch, seorang fisikawan di Universitas Plymouth, berpendapat bahwa EmDrive bukti dari teori baru inersia yang melibatkan sesuatu yang disebut radiasi Unruh, semacam panas yang dialami oleh percepatan benda. Dalam menceritakannya, sejak ujung yang lebar dan sempit kerucut EmDrive mengizinkan panjang gelombang yang berbeda dari radiasi Unruh, tenaga inersia dari foton di dalam rongga harus berubah ketika memantul kembali-yang harus menghasilkan daya dorong untuk menghemat momentum. Tapi model McCulloch mengasumsikan bahwa radiasi Unruh adalah nyata-belum dikonfirmasi secara pengujian-dan juga menunjukkan bahwa kecepatan cahaya bervariasi dalam rongga EmDrive ini, yang melanggar teori khusus relativitas Einstein, menurut Rochester Institute of Technology, fisikawan Brian Koberlein.

Ada juga kemungkinan jika beberapa energi yang dihasilkan sebagai tubuh mempercepat yang sedang disimpan dalam tubuh itu sendiri, menyederhanakan-ada juga interaksi gravitasi dan fluktuasi massa inersia transien yang terlibat. Ini bisa menjelaskan bagaimana pesawat itu bergerak melalui ruang angkasa tanpa melanggar konservasi momentum, kata fisikawan Jim Woodward, yang mengemukakan apa yang disebut teori efek Mach pada tahun 1990.

Dapatkah ini masih disusun?

Tentunya. Ada sejarah panjang penemuan yang tampaknya menentang hukum fisika (lebih cepat dari cahaya neutrino, siapa?) Yang akhirnya terbukti menjadi korban kegagalan eksperimen.

Dalam tulisan ini, penulis mengidentifikasi dan mendiskusikan sembilan potensi sumber kesalahan eksperimental, termasuk tipuan arus udara, kebocoran radiasi elektromagnetik, dan interaksi magnetik. Tidak semua bisa sepenuhnya dikesampingkan, dan eksperimen lebih diperlukan ... mungkin lain kali di ruang angkasa.

(Nadia Drake dan Michael Greshko/National Geographic)

KOMENTAR