Historia zna wiele koncepcji technicznych, które miały przynieść rewolucję, ale słuch o nich zaginął. Mało kto traktuje już poważnie takie wynalazki jak zapachowa telewizja z lat 60. XX wieku. Z drugiej strony rozwój technologii potrafi zaskoczyć wizjonerów i futurologów. Tak było chociażby w przypadku telefonów komórkowych.

„Prognozowanie jest trudne, zwłaszcza gdy dotyczy przyszłości” – miał powiedzieć genialny fizyk Niels Bohr. Mimo to spróbujemy przyjrzeć się kilku nowatorskim technologiom. Czas pokaże, które z nich będą naprawdę rewolucyjne...

fot. Corbis/Shutterstock

Napęd mikrofalowy

Latające auta i podróż do gwiazd

Choć mamy XXI wiek, nasze pojazdy w niczym nie przypominają tych opisywanych przez futurologów. Samochody jeżdżą po drogach, samoloty owszem, latają, ale zużywają przy tym mnóstwo paliwa i zatruwają atmosferę.

Ba, nawet rakiety kosmiczne nadal bazują na paliwie chemicznym – mało bezpiecznym (co pokazuje niedawna katastrofa pojazdu  SpaceShipTwo), a przede wszystkim ciężkim. Jeśli chcemy rozpędzić pojazd do prędkości pozwalającej opuścić Ziemię, aż 90 proc. jego masy musi stanowić właśnie paliwo. A to sprawia, że podróże kosmiczne są drogie i z reguły krótkie. O podboju gwiazd za pomocą tej technologii nie ma co marzyć.

A gdyby tak zbudować silnik niepotrzebujący żadnego paliwa? A do tego wydajny, bezgłośny i nieprodukujący spalin? Wówczas moglibyśmy nie tylko ruszyć w kosmos, ale doczekać się latających samochodów przypominających te z filmu „Piąty element” czy lewitujących deskorolek (tu kłania się „Powrót do przyszłości”). Nad takim wynalazkiem badacze pracują już od kilkunastu lat.

W 2001 roku brytyjski inżynier Roger Shawyer założył firmę Satellite Propulsion Research. Miała ona zaprojektować nowy rodzaj silnika, dzięki któremu satelity mogłyby obyć się bez zapasów paliwa. Dziś jest to ich pięta achillesowa. Aby satelita utrzymywał się na wyznaczonej orbicie, potrzebuje silników chemicznych. Paliwo do nich stanowi nieraz połowę masy całego urządzenia. Roger Shawyer postanowił stworzyć napęd zasilany wyłącznie elektrycznością i nazwał go EmDrive.

Zasada jego działania jest tyleż prosta, co enigmatyczna. Do zamkniętej komory silnika w kształcie stożka trafia wiązka promieniowania mikrofalowego. Mikrofale odbijają się w jego wnętrzu w taki sposób, że wywierają większy „nacisk” na jeden z końców stożka. W efekcie silnik zaczyna się poruszać. Urządzenie nie ma ruchomych części, nie emituje żadnych zanieczyszczeń. Jest tylko jeden problem – zdaniem wielu uczonych nie powinno działać, ponieważ łamie prawa fizyki, w tym tzw. zasadę zachowania pędu.

EmDrive nie wchodzi w żadne interakcje ze światem zewnętrznym. Nie wylatują z niego spaliny jak w silniku chemicznym. Nie można też porównać go z kosmicznym żaglem, napędzanym przez światło słoneczne (które, podobnie jak mikrofale, jest formą fal elektromagnetycznych). Światło dociera do żagla z zewnątrz i wywiera nań nacisk. Silnik Shawyera w pewnym sensie naciska sam na siebie, a więc powinien stać w miejscu!

Ale podobno nie stoi. W 2003 roku wynalazca zbudował prototyp, który podczas testów wygenerował 16 mikroniutonów ciągu. Nie wystarczyłoby to do poruszenia żołędzia, ale wyglądało jak dowód na prawdziwość założeń technologii EmDrive.

Sprawą zainteresował się na krótko Boeing. Nie nawiązał jednak stałej współpracy ze Shawyerem. Przez długie lata napęd mikrofalowy był tylko obiektem drwin fizyków. Sprawą po cichu zajęli się jednak chińscy naukowcy. Na podstawie projektów Shawyera zbudowali własny silnik mikrofalowy. W roku 2013 ogłosili, że ich urządzenie wyprodukowało ciąg rzędu 720 miliniutonów z kilku kilowatów energii elektrycznej. Wystarczyłoby to do uniesienia dużego jajka. Niby nic, ale w satelitach nie trzeba większej mocy. Chińczycy zapowiedzieli, że będą kontynuować badania w tym kierunku. W 2014 r. w USA przeprowadzono testy silnika mikrofalowego Cannae, zaprojektowanego przez amerykańskiego inżyniera Guido Fettę. Także tu wyniki były obiecujące – i mocno krytykowane przez większość niezależnych naukowców.

Bardziej zaawansowane testy będą kosztowne, a sponsorów badań jakoś nie widać. Mimo to Roger Shawyer tryska optymizmem. Twierdzi, że stosując nadprzewodniki, może skonstruować udoskonaloną wersję Em- Drive. Kilowat energii elektrycznej wystarczyłby wówczas do osiągnięcia ciągu rzędu  10 kiloniutonów. A to oznaczałoby, że silnikiem mikrofalowym, połączonym np. z reaktorem jądrowym, można by napędzać nawet startujące z Ziemi rakiety!

Niedawno Shawyer opracował koncepcję takiego napędu dla samolotu kosmicznego. Przedstawił też projekt sondy międzygwiezdnej, która mogłaby stopniowo rozpędzić się do ogromnych prędkości. Jego zdaniem taki pojazd zostanie zbudowany za najdalej 20 lat. Czy tak będzie? Przekonamy się wkrótce, gdy pojawią się wyniki kolejnych testów EmDrive.