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EM引擎是英文“Electromagnetic Drive”的簡稱，指的是一種全新的驅(qū)動方式——電磁驅(qū)動。美國國家航空航天局（NASA）完成了全新的EM引擎的試驗，并且發(fā)表了論文論證。但是中國卻在天宮二號上進(jìn)行了太空測試，目前此方面處于領(lǐng)先地位。此次中國在這項研究上的突破性進(jìn)展，引起了外媒極大的關(guān)注。

EM引擎是什么神器？

最近，美國國家航空航天局（NASA）完成了全新的EM引擎的試驗，并且發(fā)表了論文論證。這篇題為《真空中對來自閉合射頻腔的脈沖推力的測量》的論文已發(fā)表在美國航空航天學(xué)會（AIAA）期刊上，并于12月印刷出版。論文中介紹了NASA雄鷹工作實驗室（Eagleworks Laboratories）開展的一系列成功測試。論文作者稱，他們已經(jīng)打造了一臺能順利運(yùn)行的EmDrive引擎原型機(jī)。EmDrive引擎無需燃料，據(jù)說只需10周便能將人類送到火星上。

NASA雄鷹工作實驗室的EmDrive引擎

EmDrive引擎最初由英國研究人員羅杰·肖耶爾（Roger Shawyer）于2000年左右提出。EmDrive引擎的原理是，讓光子微波在密閉的錐體內(nèi)部反彈，從而在錐體較細(xì)的一端產(chǎn)生推力，推動宇宙飛船向前飛行。但從牛頓的運(yùn)動學(xué)第三定律來看，這是不可能實現(xiàn)的，因為任何運(yùn)動都會產(chǎn)生大小相等的反作用力，而EmDrive引擎不會向外噴射任何廢料。（可以聯(lián)想一下火箭，它們就是通過高速噴出氣體和其它物質(zhì)獲得前進(jìn)的推力的。）

EmDrive引擎的一款原型機(jī)

由NASA約翰遜航空中心的哈羅德·懷特（Harold “Sonny” White）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊的確檢測到了微弱的推力。在這項最新研究中，研究人員對該設(shè)備在真空中的表現(xiàn)進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“前進(jìn)時、后退時和靜止時的推力數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)可以產(chǎn)生每千瓦1.2毫牛頓（正負(fù)波動0.1）的推力，十分接近該系統(tǒng)在空氣中運(yùn)行的平均性能”。懷特與同事們在論文中指出，這一推力高達(dá)太陽帆的100多倍。與太陽帆類似，EmDrive引擎不需要任何推進(jìn)劑，采用該推進(jìn)系統(tǒng)的宇宙飛船可通過太陽能帆板產(chǎn)生所需的微波。因此，EmDrive引擎可以大大降低太空旅行的成本，提高飛行速度，幫助我們更好地探索宇宙。

中國EM引擎研究上處于領(lǐng)先地位

從2010年開始，中國和美國都在這個EM引擎研究上投入巨大人力物力。最近，中國宣稱取得了一項關(guān)鍵的突破。

中國空間技術(shù)研究院（CAST）商業(yè)航天技術(shù)中心主任陳粵博士于2016年12月10日首次向外披露，中國現(xiàn)在不僅在實驗室驗證了無燃料引擎EmDrive的技術(shù)，同時，進(jìn)行了原理性驗證，試驗在軌道的零重力環(huán)境中開展。據(jù)國際商業(yè)時報報道，中國在天宮二號測試了該電磁驅(qū)動的引擎。

天宮二號空間實驗室已于2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。這是中國第一個真正意義上的太空實驗室，搭載了空間冷原子鐘等14項應(yīng)用載荷，配備在軌維修技術(shù)驗證裝置、機(jī)械臂操作終端在軌維修試驗設(shè)備等空間科學(xué)及技術(shù)試驗，包括EM引擎測試。

中國的深空探測計劃

未來，深空探測是中國太空科學(xué)研究的重要計劃，包括觀測火星、金星、小行星，以及太陽和木星。EM引擎將使深空探測任務(wù)變得更容易操作。

雖然EM引擎可能比沖較低，但是在深空間中由于缺乏重力和摩擦，允許它以足夠的時間加速到高速，甚至從低功率水平開始。 發(fā)動機(jī)的性能取決于腔體材料（以減少由腔壁吸收的EM損失）和溫度，這可以影響電磁場，這表明由超導(dǎo)材料制成的未來的EM引擎將具有很高的性能指標(biāo)。 宇宙飛船或衛(wèi)星還必須從頭開始設(shè)計，以最大限度地提高EM驅(qū)動器的工作效率。 值得注意的是，EM引擎也可能易受空間天氣變幻無常的輻射影響，因此EM引擎在天宮二號上的概念證明測試是十分重要的。

EM引擎是深空探測的理想選擇，因為它們消除了加油的需要，甚至也不需要儲存燃料所需的重量和空間，從而簡化了后勤和設(shè)計。 在理論上，所有航天器都需要一個EM引擎作為動力能源，像太陽能或反應(yīng)堆，為從火星任務(wù)到機(jī)器人探測器超出太陽系提供能源。 EM引擎的使用還將使得衛(wèi)星更小更高效，因為它們可以不需要用于機(jī)動的消耗空間的化學(xué)推進(jìn)器。

這種系統(tǒng)的應(yīng)用（如果它實際上證明是可行的）是很多的。 如果中國能夠在其衛(wèi)星上安裝EM引擎用于軌道機(jī)動和高度控制，它們將變得更便宜和更持久。 中國空間科學(xué)研究院的商業(yè)衛(wèi)星設(shè)計師李峰表示，目前的EM引擎只有一位數(shù)毫牛的推力，用于軌道調(diào)整; 中型衛(wèi)星需要0.1-1牛頓。 功能性的EM引擎還將為小行星帶之外的遠(yuǎn)距離中國星際探測器開辟新的可能性，同時釋放載人航天器中的燃料所占據(jù)的質(zhì)量，用于其他用品和設(shè)備，以建造月球和火星基地。 在軍事方面，EM引擎還可以用于創(chuàng)造更隱秘，更持久的中國監(jiān)視衛(wèi)星。

參考資料：EMDRIVE: CHINA CLAIMS SUCCESS WITH THIS 'REACTIONLESS' ENGINE FOR SPACE TRAVEL

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