Articles sur l’EM-Drive

La publication au mois de décembre dernier dans le Journal of Propulsion and Power d’un article présentant une mesure de la poussée du propulseur EM-Drive par des chercheurs du laboratoire Eagleworks (voir mon billet du 2 janvier) a créée beaucoup de remous et de bruit au sein de la communauté scientifique et a suscité un vif intérêt chez les amateurs et les passionnés de technologies spatiales. Il était donc normal que les journalistes, plus ou moins spécialisés, s’accaparent d’un sujet plutôt brûlant afin de le transmettre aux lecteurs.

Le magazine Science & Vie vient ainsi de publier un article intitulé EmDrive – Le moteur spatial qui rend fou (S&V n°1194, mars 2017, pages 83-87). J’adore le titre qui reflète très bien la situation. Martin Tajmar de l’Université de Dresden en Allemagne et moi-même avons participé à la rédaction de cet article. Nos points de vue sont opposés. Martin, qui travaille sur les concepts avancées en propulsion spatiale, dont la manipulation de la gravité, est enthousiaste. Je suis beaucoup plus réservé. J’insiste sur le fait que l’EM-Drive ne respecte pas la conservation de la quantité de mouvement (sauf si le système est mystérieusement ouvert). J’expose aussi le problème des erreurs de mesures, en particulier la dilatation thermique des éléments du système (j’aurais sans doute du insister aussi sur les perturbations que peuvent engendrer les ondes radio-fréquences et la difficulté d’une mesure à l’échelle du micro-Newton). Néanmoins, je partage un point commun avec Martin : seul un concept révolutionnaire, EM-Drive ou autre, permettrait d’envisager sérieusement des voyages interplanétaires, en dehors de notre système solaire et extra-galactiques. Sans cela nous resterons confinés pour longtemps au voisinage de notre petite planète bleue.

Je conseille aussi la lecture d’un article paru dans le dernier numéro d’Aerospace America de l’American Institute of Aeronautics and Astronautics (je suis membre du comité Propulsion Electrique de l’AIAA). Cet article – dont vous trouverez une version ici – donne une vision claire, synthétique et objective des travaux sur le sujet. Les problèmes à résoudre pour diminuer la barre d’erreur sur la mesure de la poussée (dont celui de la thermique sur lequel j’insiste depuis longtemps) sont parfaitement exposés. Le lecteur intéressé trouvera aussi des informations sur les théories mises en avant pour expliquer une éventuelle poussée produite par l’EM-Drive (nouvelle particule, interactions avec le vide quantique, effet Woodward…).

Si la génération de poussée par l’EM-Drive doit encore être confirmée par d’autres équipes à travers le monde, une chose est certaine : ce concept va continuer à faire couler beaucoup d’encre.

 

4 comments

  1. Article au final inégal, incomplet malgré les espoirs que pouvait y avoir fait naître l’annonce d’une contribution de l’incontournable Stéphane Mazouffre.

    Stéphane confirme qu’il n’est pas taillé pour naviguer sur les mers interdites et même certains esprits pourraient penser qu’il n’est même pas très chaud pour sortir du port !! L’effet Hall, un point c’est tout, voilà sa vision stratégique qui va bien… jusqu’au bout de son nez, appendice au flair atrophié par une allergie des plus tenaces à ce qui pourrait bousculer un tant soit peu les si rassurants dogmes qui balisent son aire de jeu. Ne réveillez pas le chercheur qui dort, ne surchargez pas ses circuits neuronaux, cela pourrait le faire basculer dans la folie comme semble le mettre en garde le titre même de l’article. Stéphane n’avait quasiment rien à dire (hormi son mantra sur le le thermo-élastique qu’il pense innocemment être le seul à connaître …) et il a réussi à le faire savoir.

    L’espace–temps d’Einstein-Minkowski : l’espace qui rend fou était aussi le résumé de la réception de la Relativité par l’establishment scientifique français au début du XXÈME siècle. Décidemment en France la tradition de la Farce est celle d’un éternel recommencement.

    Comment cet article peut-il parler de l’EMDRIVE sans citer le Mach Effect Thruster de Woodward qui génère, lui aussi, une poussée non conventionnelle et qui est issu d’une réflexion théorique basée sur la relativité générale d’Einstein ? Limite et incompétence sans doute d’une démarche de vulgarisation au rabais.

    La bonne nouvelle pour la Francophonie semble que deux acteurs au sein du CNES Français veuillent tenter de reproduire le phénomène. Il n’est jamais trop tard pour tenter de se réveiller. Quant à Stéphane Mazouffre et à travers lui le CNRS Français on pourrait leur suggérer par exemple deux axes d’action et de réflexion complémentaires à ceux du CNES en France et de Tajmar en Allemagne :

    1- Reproduire les expériences de Woodward sur son MET et lancer les actions technologiques sur les composants piezo-électriques qu’il utilise.

    2- Consolider le modèle théorique du MET en mobilisant l’expertise de deux personnes :
    – L’Astrophysicien Laurent Nottale qui a dès le début mis le principe de Mach et la Relativité Générale au cœur de sa réflexion conceptuelle sur la Relativité d’Echelle.

    -Thibault Damour de l’IHES qui s’est fait une spécialité des calculs et des simulations sur les ondes gravitationelles au sein de la Relativité Générale.

  2. La toute récente actualité de la NASA semble donner raison à LeGoulu pour sa thématique de recherche proposée au sujet du Mach Effect Thruster de Woodward.

    La NASA vient en effet de retenir le projet de Heidi Fearn du Space Studies Institute in Mojave : Mach Effects for in space propulsion : Interstellar Mission, pour des études de phase 1 sur 9 mois avec un budget de 125000 $. La logique étant que cette phase 1 soit éventuellement suivie d’une phase 2 étalée sur deux années avec un budget de 500 000 $.

    Je ne sais pas si LeGoulu a passé son habilitation à diriger des recherches mais il y aurait me semble-t-il tout intérêt à écouter ses judicieux conseils.

    A ce sujet, les caractéristiques piézo-électriques des céramiques de Limoges ne pourraient-elles pas être investiguées avec profit à fin d’évaluer leur intérêt en ce domaine ? (C’est un simple clin d’oeil à l’attention de notre par trop timoré spécialiste français de la propulsion spatiale électrique !!).

  3. Voici le résumé de ce projet retenu pour Phase 1 par la NASA :

    The Project Summary from our proposal:

    We propose to study the implementation of an innovative thrust producing technology for use in NASA missions involving in space main propulsion. Mach Effect Thruster (MET) propulsion is based on peer-reviewed, technically credible physics. Mach effects are transient variations in the rest masses of objects that simultaneously experience accelerations and internal energy changes. They are predicted by standard physics where Mach’s principle applies – as discussed in peer-reviewed papers spanning 20 years and a recent book, Making Starships and Stargates: the Science of Interstellar Transport and Absurdly Benign Wormholes published by Springer-Verlag. These effects have the revolutionary capability to produce thrust without the irreversible ejection of propellant, eliminating the need to carry propellant as required with most other propulsion systems.

    Our initial Phase 1 effort will have three tasks, two experimental and one analytical:

    1. Improvement of the current laboratory-scale devices, in order to provide long duration thrust at levels required for practical propulsion applications.

    2. Design and development of a power supply and electrical systems to provide feedback and control of the input AC voltage, and resonant frequency, that determine the efficiency of the MET.

    3. Improve theoretical thrust predictions and build a reliable model of the device to assist in perfecting the design. Predict maximum thrust achievable by one device and how large an array of thrusters would be required to send a probe, of size 1.5m diameter by 3m, of total mass 1245Kg including a modest 400 Kg of payload, a distance of 8 light years (ly) away.

    Ultimately, once proven in flight and after more development, these thrusters could be used for primary mission propulsion, opening up the solar system and making interstellar missions a reality. The MET device is not a rocket, it does not expel fuel mass, and does not suffer from the velocity restriction of rockets. Freedom from the need to expel propellant means very high velocities might be achievable simply by providing electrical power and adequate heat rejection for the drive system. A mission to Planet 9 is possible in the near future using RTG power and thruster arrays. A future goal would be interstellar travel to the nearest exoplanet, within 5-9 Ly distance. A mission of this type might take 20 or more years using the MET thruster. Although the nearest exoplanet is 14 or so ly distance, more Earth-like planets are being discovered daily.

    This aerospace concept is an exciting TRL 1 technology, ready to take the next step to providing propellantless propulsion, first in incremental NASA smallsat missions, but later enabling revolutionary new deep space exploratory capabilities beyond anything achievable by conventional chemical, nuclear or electric propulsion systems. This unexplored opportunity has been uniquely developed by our co-Principal Investigators, breaking new ground in both science and engineering. Finally, it is technically credible – if bold and unconventional – and is fully consistent with modern physics, having been demonstrated over ten years of careful laboratory demonstration and investigation.

  4. @Richard
    LeGoulu a parfois des suggestions intéressantes mais son attitude provocatrice et son agressivité (l’anonymat favorise cette tendance) le déservent. L’idée que des spécialistes de la Relativité se penche sur le MET est plutôt bonne par exemple. Il pourrait le leur suggérer.

    Mais LeGoulu, et bien d’autres, n’écoute pas et garde ce qui l’arrange. On peut penser que j’ai tort lorsque je met en avant le problème posé par la non conservation de certaines quantités, lorsque je donne mon point de vue sur les sources d’erreur ou lorsque j’explique (et je suis bien placé) que la mesure d’une poussée au niveau du micro-Newton avec un système lourd et complexe est aujourd’hui quasiment impossible avec un faible niveau d’incertitude. Mais il faut en contre partie être honnête. PAr exemple, dans l’article d’Aerospace America, les auteurs pointent les sources d’erreur dont j’ai parlé et reste très prudents.

    Les céramiques piézo-électriques de Limoges, ou d’ailleurs… Ce qui compte c’est la variation locale de densité de matière dans l’idée de Woodward, donc tous les matériaux piézo conviennent (on peut jouer sur le champ électrique et la fréquence pour optimiser l’effet).

    Je suis au courant pour le soutien à Heidi Fearn. Mais ces chercheurs ont toujours été soutenus en fait.

    Autre chose. Je n’ai jamais écrit que le sujet de la propulsion ” exotique ” ne m’intéressait pas et que je ne faisais rien sur cette thématique. J’ai exprimé mon scepticisme et évoqué des pistes à étudier.
    J’ai par ailleurs mentionné, et je mentionne, que les technologies de propulsion classiques (chimique, électrique, par faisceau et même nucléaire) contraignent très fortement le voyage spatial en terme de durée, masse et énergie. Si aucune autre méthode – que je qualifie d’exotique aujourd’hui – n’existe alors l’humanité est condamnée à vivre dans un périmètre extrêmement restreint.

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