Das EmDrive - ein Durchbruch bei Antriebssystemen oder ein weitereres Perpetuum Mobile?

Markus Everson

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Wired berichtet hier über ein neues Antriebskonzept das chinesische Forscher angeblich so weit entwickelt haben das es in naher Zukunft eine wichtige Rolle bei DeepSpace Missionen spielen könnte.

Grundlage ist eine nach einer Seite offene "Düse" in der ein Mikrowellenfeld etabliert wird. Dem Bericht zufolge ergibt sich ein Schub obwohl dabei kein Material die "Düse" verläßt.

Da dies scheinbar Newtons Gesetz von Aktio = Reaktio verletzt wurde der britische Erfinder ohne viel Federlesens ausgelacht und seine Erfindung ohne weitere Prüfung als Nonsens abgetan. Bis eben die Chinesen kamen.

Persönliche Anmerkung: Ich glaub nicht das da was dran ist. Falls doch wäre das für mich das erste Indiz dafür das Newton und Einstein tatsächlich nicht das Ende der Physik darstellen und neue Welten darauf warten entdeckt zu werden.
 
Naja, die Erklärung für den gemessenen Effekt ist vermutlich etwas triviales, wenn es kein Scam ist. Zum Beispiel könnten die Mikrowellen einfach das Material des Gehäuses langsam auflösen, was dann einen gewissen Schub erzeugt.
 
Kein Material oder nichts. Das ist die Frage
Können Mikrowellen einen Rückstoß erzeugen.
Wenn ja wird der Antrieb wohl sehr wenig PS haben.
 
Das der Antrieb extrem wenig Schub erzeugt hättest Du leicht selbst in dem verlinkten Artikel nachlesen können. Für den Start von einem Planeten oder größeren Mond also erstmal ungeeignet.

Niedriger Schub über lange Zeit ergibt aber ziemlich schnell einen höheren Gesamtimpuls als mit chemischen Antrieben die nur kurze Zeit "feuern".
 
Das ist schon klar.
Ich wollte nur sagen Mikrowellen sind auch "Material"
 
Ich wollte nur sagen Mikrowellen sind auch "Material"

Öhm - nein? Falls Du darauf bestehst könntest Du natürlich mal versuchen die Einheit für dieses "Material" zu benennen.

Aus dem Artikel glaube ich heraus gelesen zu haben das es nicht um den simplen Strahlungsdruck geht denn man auch mit einer beliebigen Lichtquelle erzeugen könnte die nach "hinten" gerichtet ist.
 
Öhm - nein? Falls Du darauf bestehst könntest Du natürlich mal versuchen die Einheit für dieses "Material" zu benennen.

Wenn p > 0 und p = m*v und v <= c e R --> m > 0.

Ergo wenn ein Impuls erzeugt wird, wirst du immer eine abgestrahlte Masse berechnen können ;)



(Das gilt natürlich auch für die relatistische Impuls-Energie-Beziehung)
 
Zuletzt bearbeitet:
Naja, aber die Behauptung ist, dass der EmDrive einen Impuls erzeugt, ohne dass irgendetwas das abgeschlossene System verlässt - was auf den ersten Blick so ziemlich jedem Prinzip der Physik widerspricht. Die einzige logische Erklärung die ich dafür hätte, sollte sich wie gesagt keine triviale Erklärung finden, wäre Anti-Gravitation oder eine Raumzeitkrümmung (Warp-Antrieb).

Edit: Wie immer findet man auch auf der englischen Wikipedia weitere Informationen und Links: http://en.wikipedia.org/wiki/EmDrive
 
Wenn p > 0 und p = m*v und v <= c e R --> m > 0.

Ergo wenn ein Impuls erzeugt wird, wirst du immer eine abgestrahlte Masse berechnen können ;)

(Das gilt natürlich auch für die relatistische Impuls-Energie-Beziehung)

Das liest sich so als ob Du deutlich mehr Ahnung davon hast als ich. Aber wie war das mit den Photonen? Keine Masse, aber Impuls. Oder nicht?
 
Es gibt kein Paper welches peer-reviewed und bestätigt wurde, also: Betrug.

Wie soll das auch funktionieren ohne die Maxwell-Gleichungen und den Impulserhaltungssatz zu verletzen? Um einen Impuls in eine RIchtung zu erhalten, muss ein Impuls in die entgegengesetzte Richtung abgestrahlt werden. Das kann de facto nicht funktionieren, wenn keine Strahlung oder Teilchen das EmDrive verlassen. Abgesehen davon sind Photonen leidlich dazu geeignet eine Masse zu beschleunigen: denn die Photonen bzw. Strahlungswellen an sich besitzen nur eine sehr geringe Masse...

http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Impulserhaltungssatz
 
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Besagt E=mc² nicht das Energie eine Form der Masse ist und somit dass Mikrowellen als Energie auch einen Rückstoß erzeugen können da sie eine "Form" der Masse sind *noahnung*
 
Es gibt kein Paper welches peer-reviewed und bestätigt wurde, also: Betrug.

Für mich hört sich das auch ganz gewaltig nach Schlangenöl an. Aber ich maße mir nicht an aufgrund zweier Wikipedia-Artikel und ein paar 7tklassigen Webseiten ein Urteil zu fällen über etwas das ich nicht kenne.
Aber das muss natürlich jeder für sich selbst entscheiden.
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EDIT :
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Besagt E=mc² nicht das Energie eine Form der Masse ist und somit dass Mikrowellen als Energie auch einen Rückstoß erzeugen können da sie eine "Form" der Masse sind

Aus dem weiter oben verlinkten Wikipedia-Eintrag:
"The inventor claims that the device generates thrust even though no detectable energy leaves the device. "

Falls es kein Schlangenöl ist wäre mindestens mein Verständnis der physikalischen Gesetze unvollständig oder in Teilen falsch.
 
Besagt E=mc² nicht das Energie eine Form der Masse ist und somit dass Mikrowellen als Energie auch einen Rückstoß erzeugen können da sie eine "Form" der Masse sind *noahnung*

Natürlich, nur: der Erfinder behauptet, alleine durch die Reflektion der Mikrowellen in einer Box aus einem speziellen Material einen Rückstoß erzeugen zu können ohne dass diese die Box verlassen.

Somit bleibt aber auch eben der Impuls in dieser Box und deswegen kann das Prinzip so nicht funktionieren! Die Strahlung müßte das geschlossene System verlassen um den Vorschub in die entgegengesetzte Richtung zu erwirken.
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EDIT :
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Für mich hört sich das auch ganz gewaltig nach Schlangenöl an. Aber ich maße mir nicht an aufgrund zweier Wikipedia-Artikel und ein paar 7tklassigen Webseiten ein Urteil zu fällen über etwas das ich nicht kenne.
Aber das muss natürlich jeder für sich selbst entscheiden.

Naja die zwei von mir verlinkten Wikipedia Artikel sind wichtige Prinzipien der Physik - alleine dass der Erfinder von speziellen Relativistischen Effekten spricht die die Maxwell-Gleichungen hier nicht anwendbar machen ist Humbug.
der Autor schrieb:
“The inevitable objection raised, is that the apparently closed system produced by this arrangement cannot result in an output force, but will merely produce strain within the waveguide walls. However, this ignores Einstein’s Special Law of Relativity in which separate frames of reference have to be applied at velocities approaching the speed of light. Thus the system of EM wave and waveguide can be regarded as an open system, with the EM wave and the waveguide having separate frames of reference.”
Denn die Maxwell-Gleichungen sind eben bewiesenermaßen verträglich mit der speziellen Relativitätstheorie!

Wikipedia schrieb:
Die Elektrodynamik, wie sie durch die Maxwell-Gleichungen beschrieben wird, ist im Gegensatz zur Newtonschen Mechanik verträglich mit der speziellen Relativitätstheorie. Dazu gehört, dass die Maxwell-Gleichungen in jedem Inertialsystem gelten, ohne dass sich beim Wechsel des Bezugssystems ihre Form ändert. Das spielte historisch für die Entwicklung der Relativitätstheorie durch Albert Einstein eine wichtige Rolle.[11].
 
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Nach meinem Verständnis kann man Energie nur verlagern.
Woher kommt denn die kinetische Energie, wenn das Antriebssystem keine Energie "verliert"?
 
Wie soll das Bitteschön funktionieren? Klar könnte es sein, dass der Impuls auf die größere Fläche größer ist als auf die kleine, also ein Vorschub in diese Richtung erfolgt. Der Impuls muss aber irgendwo hin! Sei es dass er in Verformungsenergie umgewandelt wird, in Ionisierungsenergie, in Wärmeenergie, ... Und die bleibt sicherlich nicht innerhalb dieser Kammer....

Es muss also auch hier ständig Energie zugeführt werden um eine Beschleunigung zu erreichen.



Electromagnetic_drive_400.jpg

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EDIT :
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Noch ne Idee die mir grade kam:

k= (1/2) (mv)^2

p(a) (Nach Ableitung) = m*v*a

d.h. die benötigte Energie ist abhängig von der Beschleunigung und der Geschwindigkeit!

Wie soll das gehen in einem geschlossenen System? Jetzt warte ich auf den ersten der sagt: ja dann kommt die Energie halt aus ner tollen Raumzeitkrümmung oder aus nem anderen Universum. Denn auch dazu gibts schon Überlegungen wie hoch der Energieaufwand sein müsste um aus Paralleluniversen Energie zu gewinnnen..
 
Mit dem Aufbau kann man höchstens innerhalb einer Atmosphäre Antrieb erzeugen. Kraft pro Fläche erzeugt Druck, die Differenz des Drucks der größeren Membran zur kleineren kann genutzt werden. Der Druck wird dann an ein Medium abgegeben. Wenn kein Medium da ist (wie im Weltraum), schwingt das Teil einfach nur. Dann bewegt sich rein gar nichts. Ändert aber nichts daran, dass Energie dissipiert wird.

Noch ne Idee die mir grade kam:

k= (1/2) (mv)^2

p(a) (Nach Ableitung) = m*v*a

Soll k die Energie sein? Dann ist das aber 1/2*m*v^2. Die Ableitung pro Zeit ergibt dann die Leistung, die man reinsteckt. Und ja, da steckt auch irgendwo die Beschleunigung drin, wie beim Auto ;D
 
Also ich hab nochmal ein bisschen gelesen, und was die sagen ist halt, die verwandeln Energie irgendwie mehr oder weniger direkt und ohne Umweg in Bewegung. So ganz verstanden habe ich das noch nicht, aber ich gebe mal ein paar Stichworte:

1. Die Mikrowellen erreichen in dem zylindrischen Wellenleiter oben und unten jeweils eine deutlich andere Geschwindigkeit.
2. Die Geschwindigkeit der Wellen beträgt signifikante Bruchteile der Lichtgeschwindigkeit.
3. Wegen der Speziellen Relativitätstheorie kann man den EmDrive deshalb nicht als geschlossenes System betrachten.
4. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Mikrowellen erzeugen einen unterschiedlichen Strahlungsdruck an den beiden Seiten des Wellenleiters
5. Irgendwie führt der unterschiedliche Strahlungsdruck zur Erzeugung von Bewegung

Edit: Ahh, ich glaube das ist möglicherweise der Punkt den ich nicht gerafft hatte aus der Übersetzung: Der Strahlungsdruck wirkt nicht auf die beiden Seiten unterschiedlich, es wird auf beiden Seiten ein unterschiedlicher Strahlungsdruck emittiert. Also Energie erzeugt Mikrowellen, Mikrowellen erzeugen Strahlungsdruck. Durch den Zylinder wirkt der Strahlungsdruck in eine Richtung stärker als in die andere.
 
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Der Fehler liegt in Punkt 3:

Warum sollte man das EMD nicht als geschlossenes System betrachten? Der Autor sagt ja das liegt daran dass man unterschiedliche Bezugssysteme für die Kammer und das EMD zugrunde legen muss, wenn man sich nahe (~10%) der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Theoretisch ist das so - denn die Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich. Also wenn sich das Raumschiff mit dem Drive mit 80% Lichtgeschwindigkeit bewegen würde und die Mikrowellen mit 50% Lichtgeschwindigkeit, dann haben die Mikrowellen auch außerhalb des Bezugssystems Raumschiff immer noch 50% der Lichtgeschwindigkeit und nicht 130%.

Aber in den Maxwellschen Gleichungen ist eben gezeigt, dass die speziellen relativistischen Effekte keinen Einfluss haben, egal ob man nun 0,2% der Lichtgeschwindigkeit oder 99.999999% erreicht.

Natürlich funktioniert das Prinzip, speziell das aus Punkt 4 - aber eben nicht ohne dass Masse oder Energie das geschlossene System verlässt!

Ich kann auch nicht einfach die Sonne anschauen, mich zweimal im Kreis drehen und behaupten die Sonne kreist mit mehrfacher Lichtgeschwindigkeit um meinen Kopf!

Ich glaube ja eher die Teilchen tunneln einfach durch die Membran und zwar häufiger an der größeren Oberfläche und somit ergibt sich der Vortrieb. Aber auch damit geht das Teilchen aus dem System verloren.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt


Im Physik-LK vor rund 14 Jahren haben wir mal folgende Berechnung angestellt: wie lange müsste ein Astronaut mit Masse m mit einer Taschenlampe (=Photonengenerator) die x Photonen pro Sekunde ausstrahlt, diese leuchten lassen um auf 25% der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Möglich ist dies sofern man annimmst dass man sich im vollständig reibungsfreien Raum befindet. Wir kamen auf ein Ergebnis von mehreren Milliarden Jahren. Dabei außer acht lassen muss man aber woher die Energie für die Taschenlampe kommt; die muss der Astronaut nämlich auch in Form von Masse mit sich führen.

Müsste man mal ausrechnen wie groß die EnergieMasse sein müsste um diese Geschwindkeit für die Masse mgesamt (Astronaut + Energiequelle + Generator) zu erreichen.
 
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Okay, also in der Übersetzung des chinesischen Papers steht folgendes:

2.1 The principle of propellantless microwave thrusters

In the system shown in Figure 1, the microwave source transfers electrical energy into microwave energy and along the waveguide and circulator is transmitted to the frustum microwave resonator. When the frustum microwave resonator's fixed resonant frequency and microwave output electromagnetic wave frequency are identical, the electromagnetic frustum microwave resonator resonant frequency forms an electromagnetic pressure gradient along the direction of the cavity, resulting in a substantial net thrust. The frustum microwave resonator is a sealed cavity enclosed by metal. When wave resonance occurs inside the cavity, the following important features occur: When not considering other energy losses, the only microwave energy loss caused to the frustum microwave resonator occurs at cavity wall skin depth; the frustum microwave resonator has an amplification effect on the electric field and magnetic field power. However, it is not in violation of the conservation of energy. According to Maxwell's equations and electromagnetic wave energy flux density vectors, the overall electromagnetic field in the cavity will create electromagnetic pressure; if you select a suitable electromagnetic field distribution law, an electromagnetic pressure gradient is formed along the direction of the frustum microwave resonator. Dividing the electromagnetic pressure along the cavity surface into surface integrals, the thrust produced along the frustum microwave resonator axial direction can be obtained.
 
Also nochmal. Elektromagnetischer Druck entsteht durch Elektromagnetische Wellen. Mikrowellen und sichtbares Licht sind EM-Wellen und immer auch im Welle-Teilchen-Dualismus (Photonen) zu sehen.

wikipedia schrieb:
in a region with no charges (? = 0) and no currents (J = 0), such as in a vacuum, Maxwell's equations reduce to:
a36887f7aef65b0539270faad53d2831.png
im allgemeinen Sprachgebrauch = es handelt sich um EM-Strahlung. Nun könnte man hier z.B. sagen: Moment mal im Weltraum gibt es aber sehr wohl Strahlung also befinden wir uns hier nicht im equilibirum!



if you select a suitable electromagnetic field distribution law,
Und das Gesetz ist im Text nicht angegeben. Ebenfalls nennt der Autor keine der gängigen Grenzfälle die die Maxwell Gleichungen nicht erklären können um ggf. damit seine Theorie zu stützen.

Da werden einfach ein paar Worthülsen eingebaut die vielleicht für drittklassige Pseudowissenschaftlichen Magazine reichen, aber gibt es auch nur ein einzige Paper im peer-review? Nein? Seht ihr...

http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumpolarisation
http://de.wikipedia.org/wiki/Selbstenergie
http://en.wikipedia.org/wiki/Nonclassical_light
 
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Hier steht ansonsten noch mehr drin, ebenfalls unter Punkt 2.

Was ich nicht verstehe ist, warum das nicht mal jemand nachbaut und ernsthaft ausprobiert? Sieht eigentlich grundsätzlich nicht besonders kompliziert aus der Aufbau - wenn man über das richtige Werkzeug verfügt.
 
There are two ways to explain this new thrusters, (1) from the Plank’s
hypothesis and Einstein’s quantum theory of light, also the theory of microwave
to explain the thrust from the thrusters, that is to quantise the injected
microwave to the sealed cavity into photons, its travelling speed is the group
speed, photons and the thrust cavity wall elastic collision produce the net thrust,
Also ein Wissenschaftler der einen solch unpräzisen Mist schreibt... Mikrowellenstrahlung = Em-Strahlung=Photonen und die sind immer mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Photonen erzeugen Schub, ja ist klar weil Photonen eine Masse besitzen. Aber nur wenn diese das geschlossene System verlassen. Und Verformungsenergie kann ebenfalls nur Schub verursachen wenn diese das System verlässt.

Warums niemand nachbaut und warum seit etlichen Jahren kein ernsthafter Artikel in einem Namhaften Magazin auftaucht? Weils nicht funktioniert! Genau das ist ja das schöne an exakten Wissenschaften: die Ergebnisse lassen sich unabhängig reproduzieren.

So ich geh dann mal mein Wasserauto betanken und muss mal in meinem Fusionsreaktor nachschauen, irgendwie hats da drin Eis angesetzt...
 
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Warums niemand nachbaut und warum seit etlichen Jahren kein ernsthafter Artikel in einem Namhaften Magazin auftaucht? Weils nicht funktioniert!

Selten etwas so unwissenschaftliches gelesen. Diese Denkweise war vermutlich im finstersten Mittelalter hoch angesehen, mittlerweile sollte sie aber überwunden sein. Und nein, ich tendiere immer noch zur Schlangenöl-These.
 
Selten etwas so unwissenschaftliches gelesen. Diese Denkweise war vermutlich im finstersten Mittelalter hoch angesehen, mittlerweile sollte sie aber überwunden sein. Und nein, ich tendiere immer noch zur Schlangenöl-These.

Moment, willst du etwa damit sagen dass Theorien, die von jedem überprüft werden können, tiefstes Mittelalter bedeuten? *noahnung*

Und denkst du etwa ein Antriebssystem welches seit 5-6 Jahren durch die Weiten des Internets herumgeistert und solche Versprechen macht nicht schon längst derartiges Aufsehen erregt hätte dass jeder Staat versucht dieses Teil nachzubauen und jeder Wissenschaftler überprüfen würde ob das Teil funktioniert? Das Problem ist doch eher dass kein Physiker/Mathematiker sich überhaupt die Zeit nimmt die Behauptungen anständig zu zerreißen - denn mit einem negativpaper lässt sich nichts verdienen.

Gut dann noch eine falsche Behauptung im "Paper":

Es wird darauf hingewiesen dass die Gruppenlaufzeit mit Überlichtgeschwindigkeit stattfindet. Das kann soweit korrekt sein, die INFORMATION allerdings kann NIEMALS mit einer höheren Geschwindigkeit als C übertragen werden.

Die EM-Welle besteht immer noch aus einzelnen Photonen, auch das ist bewiesene Theorie und jedes einzelne Photon kann (auch aufgrund der darin enthaltenen Information über seinen Impuls) nie schneller als C unterwegs sein. Und auch das ist in vielen Experimenten immer und immer wieder belegt und ist auch mit allen Theorien, sei es klassische Physik als auch Quantenmechanik vereinbar.

Auch beim sogenannten "slow light" bei dem ein Lichtstrahl augenscheinlich auf wenige Meter pro Sekunde gebremst wird wird diese Annahme nicht verletzt: die Welleneigenschaft wird zwar in ihrer Geschwindigkeit gebremst, jedes Photon bewegt sich aber immer noch mit Lichtgeschwindigkeit. Es wird lediglich vom Trägermaterial absorbiert und wieder emittiert bzw. anderweitig manipuliert. Denn auch hier gilt der Welle-Teilchen-Dualismus
 
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Moment, willst du etwa damit sagen dass Theorien, die von jedem überprüft werden können, tiefstes Mittelalter bedeuten?

Ich bezog mich (fett gemacht) auf "Warums niemand nachbaut und warum seit etlichen Jahren kein ernsthafter Artikel in einem Namhaften Magazin auftaucht? Weils nicht funktioniert!"

Es ist natürlich unwissenschaftlich eine Behauptung gar nicht erst zu überprüfen mit dem Argument "es funktioniert ja sowieso nicht".

Und denkst du etwa ein Antriebssystem welches seit 5-6 Jahren durch die Weiten des Internets herumgeistert und solche Versprechen macht nicht schon längst derartiges Aufsehen erregt hätte dass jeder Staat versucht dieses Teil nachzubauen und jeder Wissenschaftler überprüfen würde ob das Teil funktioniert?

Doch, das denke ich schon. Und glaubst Du das Universum kümmert sich drum was ich denke? Es funktioniert oder es funktioniert nicht, egal was ich denke. Gewißheit gibt es nur durch Prüfen.

Das Problem ist doch eher dass kein Physiker/Mathematiker sich überhaupt die Zeit nimmt die Behauptungen anständig zu zerreißen

Genau das ist der Grund dafür das ich das überhaupt als Meldung hier plaziert habe. Vermutlich, wahrscheinlich, Schlangenöl. Aber eben nicht mit Sicherheit solange es nicht überprüft wurde.
 
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