Un propulsor sin reacción es un dispositivo hipotético que produce movimiento sin el escape de un propulsor . Un propulsor sin propulsor no es necesariamente carente de reacción cuando constituye un sistema abierto que interactúa con campos externos ; pero un impulso sin reacción es un caso particular de un impulso sin propulsor que es un sistema cerrado , presumiblemente en contradicción con la ley de conservación del impulso . Los accionamientos sin reacción suelen considerarse similares a una máquina de movimiento perpetuo . [1] El nombre proviene de la tercera ley de Newton , expresada a menudo como: "Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta".
Muchos motores inviables y sin reacción son un elemento básico de la ciencia ficción para la propulsión espacial .
A lo largo de los años ha habido numerosas afirmaciones sobre diseños de accionamientos funcionales sin reacción que utilizan mecánica ordinaria (es decir, dispositivos que no se dice que estén basados en la mecánica cuántica, la relatividad o las fuerzas o efectos atómicos). Dos de ellos representan sus clases generales: el accionamiento Dean es quizás el ejemplo más conocido de accionamiento sin reacción de "mecanismo oscilante lineal"; El propulsor inercial giroscópico es quizás el ejemplo más conocido de accionamiento sin reacción de "mecanismo giratorio". Estos dos también se destacan porque ambos recibieron mucha publicidad de sus promotores y de la prensa popular en su época y ambos finalmente fueron rechazados cuando se demostró que no producían ninguna fuerza motriz sin reacción. El auge y caída de estos dispositivos sirve ahora como advertencia para quienes hacen y revisan afirmaciones similares. [2] Más recientemente, el EmDrive se tomó lo suficientemente en serio como para ser probado por un puñado de laboratorios de física, pero de manera similar se demostró que no produce una fuerza motriz sin reacción.
El Dean Drive fue un concepto de dispositivo mecánico promovido por el inventor Norman L. Dean. Dean afirmó que su dispositivo era un "propulsor sin reacción" y que sus modelos de trabajo podían demostrar este efecto. Realizó varias demostraciones privadas pero nunca reveló el diseño exacto de los modelos ni permitió un análisis independiente de los mismos. [3] [4] Posteriormente se demostró que las afirmaciones de Dean sobre la generación de empuje sin reacción eran erróneas y que el "empuje" que producía el movimiento direccional probablemente fuera causado por la fricción entre el dispositivo y la superficie sobre la que descansaba el dispositivo y no lo haría. trabajar en el espacio libre. [2] [5]
El propulsor inercial giroscópico es una propuesta de accionamiento sin reacción basada en los principios mecánicos de un mecanismo giratorio. El concepto implica varios métodos de apalancamiento aplicados contra los soportes de un gran giroscopio. El supuesto principio de funcionamiento de un GIT es el de una masa que viaja a lo largo de una trayectoria circular a velocidad variable. La parte de alta velocidad de la trayectoria supuestamente genera mayor fuerza centrífuga que la de baja, de modo que hay un mayor empuje en una dirección que en la otra. [6] El inventor escocés Sandy Kidd, ex técnico de radar de la RAF, investigó la posibilidad (sin éxito) en la década de 1980. [7] Postuló que un giroscopio colocado en varios ángulos podría proporcionar una fuerza de elevación, desafiando la gravedad. [8] En la década de 1990, varias personas enviaron sugerencias al Space Exploration Outreach Program (SEOP) de la NASA recomendando que la NASA estudiara un impulso inercial giroscópico, especialmente los desarrollos atribuidos al inventor estadounidense Robert Cook y al inventor canadiense Roy Thornson. [6] En las décadas de 1990 y 2000, los entusiastas intentaron construir y probar máquinas GIT. [9]
Eric Laithwaite , el "padre del Maglev", recibió una patente estadounidense para su propio sistema de propulsión, que supuestamente creaba un empuje lineal mediante fuerzas giroscópicas e inerciales. [10] Sin embargo, después de años de análisis teóricos y pruebas de laboratorio de dispositivos reales, no se ha descubierto que ningún dispositivo mecánico giratorio (o cualquier otro) produzca empuje unidireccional sin reacción en el espacio libre. [2]
David M. Burns, ex ingeniero de la NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Alabama, teorizó sobre un posible motor de propulsión de naves espaciales que posiblemente podría explotar los conocidos efectos de alteración de la masa que ocurren cerca de la velocidad de la luz . Escribió un artículo publicado en 2019 por la NASA en el que lo describe como "Se propone un nuevo concepto de propulsión en el espacio en el que el propulsor no se expulsa del motor, sino que se captura para crear un impulso específico casi infinito". [11]
Se utilizan o se han propuesto varios tipos de métodos de generación de empuje que no utilizan propulsor, ya que no funcionan como cohetes y la masa de reacción no se transporta ni se expulsa del dispositivo. Sin embargo, no carecen de reacción, ya que constituyen sistemas abiertos que interactúan con ondas electromagnéticas o diversos tipos de campos. [ cita necesaria ]
Los métodos sin propulsor más famosos son la maniobra de asistencia por gravedad o tirachinas gravitacional de una nave espacial que acelera a expensas del impulso del planeta que orbita, a través del campo gravitacional, o la propulsión impulsada por haces y la navegación solar , utilizando la presión de radiación de las ondas electromagnéticas de una fuente distante como un láser o el sol. [ cita necesaria ]
También se han propuesto métodos más especulativos, como el efecto Mach , [12] el propulsor de plasma de vacío cuántico o diversas hipótesis asociadas a los propulsores de cavidad resonante .
Debido a que no existe un "centro de masa" bien definido en el espacio-tiempo curvo , la relatividad general permite que un objeto estacionario, en cierto sentido, "cambie su posición" de una manera contraria a la intuición, sin violar la conservación del impulso.