EmDrive könnte Schub erzeugen, ohne bekannter Physik zu widersprechen

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Ein Prototyp des EmDrive von 2007.

Copyright: Roger Shawyer, emdrive.com

Helsinki (Finnland) – Beim sogenannten EmDrive handelt es sich um ein Antriebskonzept, das elektrische Energie mittels Mikrowellen in Schubkraft umwandeln soll – ohne dabei jedoch klassische Treibmittel zu benötigen. Während ein solches Prinzip eigentlich dem Impulserhaltungssatz zu widersprechen scheint und deshalb von vielen Wissenschaftlern nicht ernst genommen wird, präsentieren nun finnische Physiker nun eine Theorie, laut welcher der EmDrive zwar funktioniert, der Antrieb aber deshalb dennoch nicht dem Impulserhaltungssatz widersprechen muss.

Wie das Team um Patrick Grahn und Arto Anilla von der Universität Helsinki aktuell im Fachjournal „AIP Advances“ (DOI: 10.1063/1.4953807) berichten, könnte es sich bei den bislang gemessenen Schüben um den Effekt von Lichtteilchen, sogenannten Photonen handeln, die sich mit anderen phasenverschobenen Photonen zusammenfinden, um so dem Metallzylinder des EmDrives zu entkommen – und dabei dann den Schub der Einheit generieren.

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Sollte dies zutreffen, so würde der gemessene Schub des EmDrive mit dem Impulserhaltungssatz nicht einem der wichtigsten Erhaltungssätze der Physik widersprechen, laut dem in einem abgeschlossenen System der Gesamtimpuls konstant bleibt. Kurz auf den EmDrive angewandt: Ohne den Ausstoß der Abgase eines Treibmittels sollte es auch keinen Schub geben.

Warum der von den finnischen Physikern nun beschriebene Photonen-Effekt – so vorhanden – nicht schon bei früheren Experimenten mit dem EmDrive-Zylinder entdeckt wurde, erläutert „ScienceAlert.com“ wie folgt:

„Aufgrund ihrer Berechnungen sagen die Forscher voraus, dass Photonen sich paarweise zusammenfinden müssen, um der Antriebskammer zu entkommen. In Falle dieser Photonenpaare sind diese jedoch Phasenverschoben, was bedeutet, dass sie sich gegenseitig aufheben und somit kein elektromagnetisches Feld besitzen (das gemessen und dadurch nachgewiesen werden kann). Auf Wasseroberflächen kann man den gleichen Effekt beobachten: Wenn der Gipfel einer Welle, zeitgleich den einer anderen durchdringt, so heben sie sich gegenseitig auf und es entsteht eine glatte Wasserfläche, obwohl beide Wellen weiterhin das Wasser durchziehen.“ Der EmDrive operiere folglich also weiterhin nach dem gleichen Prinzip wie ein Düsenantrieb, erläutert Arto Annila seine Hypothese gegenüber dem Portal. „Das Licht auf Mikrowellenlänge ist der Treibstoff, der in die Kammer eingegeben wird und die gepaarten Photonen sind der Ausstoß, den der EmDrive erzeugt.“

Jetzt hoffen Annila und Kollegen, dass Ingenieure ihre Theorie aufgreifen und in praktischen Experimenten auf die Probe stellen. Da die gepaarten Photonen aber keine elektromagnetische Signatur abgeben, wird deren Nachweis nicht ganz so einfach sein: „Die Forscher müssen diese Photonen suchen, in dem sie nach überschüssiger Energiedichte oberhalb der normalen Hintergrunddichte des Gravitationsfeldes suchen“, erläutert Annila weiter, und dies sei nur mit einem Interferometer möglich, wie er in ähnlicher Form auch zum Nachweis von Gravitationswellen verwendet wurde.

Sollte aber nachgewiesen werden können, dass besagte Photonpaare tatsächlich den EmDrive-Schub erzeugen, so könnte dies die Erforschung und Entwicklung des EmDrive-Antriebs enorm beflügeln und dabei behilflich sein, noch bessere Kammern mit noch mehr Schubentwicklung zu konstruieren.

Hintergrund
Beim „EmDrive“ (ElectroMagnetic Drive), handelt es sich um das Konzept des britischen Wissenschaftlers und ehemaligen EADS-Atrium-Ingenieurs Dr. Roger Shawyer, das elektrische Energie mittels Mikrowellen in Schubkraft umwandeln soll – ohne dabei allerdings ein Treibmittel zu benötigen.

Trotz der Behauptungen chinesischer Forscher, das Konzept bereits erfolgreich getestet zu haben, verbannten die meisten westlichen Wissenschaftler den „EmDrive“ ins Reich der Phantasie und Pseudowissenschaft – da es schließlich dem physikalischen Impulserhaltungsgesetz widerspreche.

2014 hat jedoch selbst die NASA das Konzept überprüft und in einem Fachartikel ebenfalls bestätigt, dass der Antrieb „prinzipiell tatsächlich funktioniere“ (…GreWi berichtete).

Da der „EmDrive“ ohne Treibstoff auskommt und die notwendigen Mikrowellen mittels Solarenenergie erzeugt werden können, könnte der Antrieb völlig neue Wege und Möglichkeiten der Raumfahrt aufzeigen, da das Konzept „eine (Antriebs-)Kraft erzeugt, die keinem klassischen elektromagnetischen Phänomen zugeschrieben werden könne“.

Der Antrieb bediene sich dabei möglicherweise subatomarer Teilchen, so die Vermutung der NASA-Wissenschaftler. Andere Forscher, wie auch der Erfinder des EmDrive, vermuten hinter dem auf den ersten Blick an das Konzept eines Perpetuum mobile erinnernden Antrieb einen Effekt der speziellen Relativitätstheorie (SRT).

Bislang beläuft sich der angeblich gemessene Schub noch im Bereich von Mikronewton und damit tatsächlich derart gering, dass die beteiligten Wissenschaftler alles daran setzten, auch unvorhergesehene Effekte und Phänomene als falsche Schubmessung auszuschließen. Sollte sich die Schubentwicklung sozusagen aus dem Nichts jedoch bestätigen und der EmDrive auf Raumschiffproportionen vergrößert werden können, könnte – so zeigen sich Raumfahrtvisionäre zuversichtlich – die etwa Reise zum Rand unseres Sonnensystems auf wenige Monate im Vergleich zu den derzeit noch notwendigen Jahrzehnten reduziert werden.

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