(Por Italo Icaro)
Quando cientistas da NASA acreditam ter criado algo que viola as leis da física, você deve acreditar neles ou não?

Trata-se de um propulsor de foguete “impossível”, que de alguma forma consegue se mover gerando empuxo sem propelente. Este propulsor eletromagnético é conhecido como EmDrive, e voltou às manchetes recentemente.

Uma equipe americana demonstrou em um estudo revisado por pares que seu protótipo funciona, e uma equipe chinesa afirma que eles testaram seu próprio modelo funcional.

Mas os físicos ainda não têm certeza sobre os resultados desses testes, e têm dúvidas sobre seu potencial para nos levar a um motor de dobra espacial a la Star Trek.

Violando a terceira lei de Newton
O experimento da equipe americana foi assim: eles uniram o motor a uma barra de metal pesada presa a um eixo giratório. O EmDrive principal se conecta a vários dispositivos eletrônicos, incluindo um amplificador de frequência de rádio, e é sintonizado a uma frequência específica, fazendo partículas de luz (fótons) saltarem por dentro.

Toda a instalação é colocada em um vácuo, e um sensor óptico aponta para a unidade para ver se ela se moveu ou não. Se o pêndulo no sensor óptico se mover para a frente de uma certa maneira quando os cientistas ativarem o motor, ele medirá empuxo.

A instalação experimental. Imagem: White et al.

Para Ray Sedwick, professor de engenharia aeroespacial da Universidade de Maryland (EUA) que não esteve envolvido no estudo, o experimento foi bem executado. “Eles foram muito cuidadosos ao configurá-lo e ao minimizar erros”, disse ele ao Gizmodo.

Os resultados são estranhos porque, para se mover para a frente, é necessário ter alguma força que atue na direção oposta em alguma superfície, de acordo com a terceira lei de Newton.

Ao nadar, você exerce força para trás sobre a água para empurrar seu corpo para a frente; os pássaros fazem a mesma coisa com o ar. Quando você anda, você empurra o chão para trás com seus pés. Foguetes expelem propelentes de seu sistema de escape, mas o EmDrive… nada.

É sempre curioso quando um experimento parece quebrar uma lei fundamental da física. Sedwick gostaria que a equipe da NASA “tivesse a oportunidade de refazer o teste em uma instalação de vácuo maior, onde o [EmDrive] não esteja tão perto da parede da câmara de vácuo”. Ele acredita que as interações entre o propulsor e a configuração experimental podem ter contribuído para o movimento detectado.

Falamos também com Eric Davis, físico sênior do Instituto de Estudos Avançados em Austin, sob recomendação de Sedwick – ambos estão no Comitê Técnico para o Futuro da Propulsão de Voos, do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica. Davis também nos apontou para George Hathaway, pesquisador independente em novos sistemas de propulsão. Ambos tinham preocupações.

“As observações que eles fizeram não justificam a quantidade de empuxo anômalo que eles publicaram”, disse Hathaway. Ele acredita que a equipe da NASA baseou suas teorias em uma suposição de como deveria ser a medida de empuxo em seus gráficos; o que eles observaram pode não ser empuxo, e sim a energia térmica mudando o centro de massa do EmDrive.

Davis concordou com a avaliação de Hathaway, e teve ainda mais ressalvas quanto à conclusão especulativa do estudo. A maioria dos documentos científicos termina com uma seção de discussão, explicando os resultados e de onde eles vêm. Os físicos da NASA explicaram o empuxo com uma ciência bastante maluca – basicamente, usando uma interpretação menos popular da mecânica quântica, o motor poderia ter se empurrado para frente no vácuo do próprio espaço.

Os pesquisadores apresentaram uma versão duvidosa da física, de acordo com Davis, sem incluir equações importantes que uma teoria dessas exigiria. “São disparates sem parar”, disse ele. Harold White, principal autor do estudo, não respondeu às nossas solicitações para comentar.

“O estudo não confirma o EmDrive”
Sedwick foi menos severo: “as declarações na seção de discussão não devem ser vistas com o mesmo olhar que o material antes dela”. Ele foi, no entanto, mais cauteloso sobre a aplicabilidade de um propulsor do tipo.

A movimentação do EmDrive produz cerca de 2% do empuxo dos propulsores mais poderosos disponíveis, que levam satélites em órbita. O pequeno empuxo oferecido pelo EmDrive só seria útil para missões espaciais de longo alcance, aquelas que de outra forma exigiriam enormes quantidades de propelente. O EmDrive exigiria apenas uma fonte de energia, como um pequeno reator nuclear ou um painel solar.

Sedwick diz que, para a massa de propelente ser tão grande a ponto de um propulsor muito mais fraco se tornar uma alternativa atraente, a distância deveria ser certamente mais longe do que Marte, e levaria muito tempo para alcançar. O EmDrive viajaria consideravelmente mais devagar, e certamente não resultaria em um motor de dobra espacial.

Quanto ao teste do EmDrive pela equipe chinesa, a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial fará testes em gravidade zero a bordo da estação espacial Tiangong-2, de acordo com o IBTimes. No entanto, a equipe ainda não liberou os dados do teste para sustentar suas alegações, tal como a NASA fez.

Em última análise, a maior preocupação de Sedwick foi a reação extremamente empolgada da imprensa ao estudo.

“As pessoas acharam que este estudo com revisão por pares diz que a tecnologia do EmDrive é válida e real”, explica ele. “Não é isso que o estudo diz. Ele afirma: ‘ei, realizamos alguns experimentos e fizemos o nosso melhor para diminuir a incerteza, e ainda temos um empuxo anômalo que não pode ser explicado pela física clássica’. O estudo não confirma o EmDrive.”

Nasa comprova que “motor impossível” funciona

É uma máquina simples: emite-se um feixe de microondas dentro de uma câmara de ressonância – um cone truncado de metal, fechado em todos os lados.

Isso produz movimento na direção oposta da base do cone. Sem que nada saia dele, nem o feixe de microondas.

Não é preciso ser físico para ver como essa máquina parece absurda. Para que uma coisa se mova, é preciso que interaja com outra coisa.

O jato move o avião forçando ar contra a atmosfera atrás dele. O foguete expele gases, exercendo força contra esses próprios gases – o que explica como funciona no vácuo.

É Terceira Lei do velho e bom Isaac Newton, uma parte de sua física que está longe de ser aposentada. A famosa ação e reação: o movimento é a reação que acontece ao se empurrar outra coisa – a ação.

Mas, como diria Galileu: “no entanto, se move”. A Nasa acaba de provar que o EmDrive produz uma força de 1,2 millinewtons por kilowatt no vácuo. Não é lá grandes coisas: o Hall Thruster, um foguete avançado de plasma, produz 60.

Mas o Hall Thruster precisa, como todo o foguete, de um propelente – isto é, gases a serem expelidos. E esses gases precisam ser carregados até o espaço, tornando o foguete mais pesado e exigindo mais gases ainda para sair da Terra.

Esse é o maior custo e o maior empecilho para viagens espaciais, principalmente de longa distância. O EmDrive está em seus primeiríssimos passos: acabam de provar que ele existe. Talvez ele tenha um potencial bem maior, que ainda não conhecemos.

Então chegamos à pergunta de um milhão de dólares: como funciona? E a verdade é que ninguém faz a menor ideia. A Nasa tentou um palpite arriscadíssimo: a máquina está empurrando o vácuo, o que seria possível por meio de uma interação quântica.

O problema é que, para isso ser válido, seria preciso se adotar toda uma explicação heterodoxa para a física quântica, a teoria da onda piloto.

Basicamente abandonada nos anos 1930, ela afirma que a incerteza quântica não existe. Isso vai de encontro a tudo o que se entende por física quântica, atirando pela janela o gato de Schrödinger e 80 anos de conhecimento.

O EmDrive não é só uma possível revolução em viagens espaciais, mas algo que está, já agora, só por existir, bagunçando o coreto aqui na bolinha azul.

NASA comprova (preliminarmente) propulsão impossível digna de ficção científica

Uma coisa chata em ciência é que de vez em quando aparece um maluco com alguma proposta maluca que nem ele sabe como funciona, mas que pra funcionar todo nosso conhecimento científico deveria estar errado. O sujeito em geral não tem um paper, não publica detalhes nem deixa ninguém avaliar os experimentos. SE alguém olha e diz que não funciona, é conspiração da indústria / governos / illuminati. Esses sujeitos costumam convencer investidores, pegam bolos de dinheiro para montar seus moto-perpétuos e somem.
Em uma olhada rápida a proposta do EmDrive é absurda nesse nível, um motor não-newtoniano, produzindo propulsão sem que haja emissão de qualquer tipo. Algo que qualquer criança sabe ser impossível. O problema: o sujeito que criou o tal motor não preenche nenhum dos requisitos de maluco, publica suas pesquisas, aceita correções e revisão de pares e teve seus resultados replicados por cientistas (sérios) chineses e agora por gente da NASA.
Talvez, um talvez do tamanho do sistema solar mas ainda assim um talvez, estejamos prestes a viver em um mundo onde veremos nas ruas algo assim:

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O EmDrive é obra de Roger J. Shawyer, um engenheiro aeroespacial britânico. O que já é bom sinal, em geral as máquinas revolucionárias mágicas que não funcionam são criações de verdureiros e garçons. Ele se baseou em um conceito desenvolvido nos anos 50 por um outro engenheiro. A idéia é que um feixe de microondas dentro de uma cavidade ressonante especialmente projetada geraria pressão de radiação nas paredes em quantidades diferentes, isso faria com que ela fosse empurrada, e com ela todo o resto do motor.
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Em síntese seria como se você agarrasse os cordões do sapato, puxasse com força e voasse para o espaço. Não faz sentido e boa parte da comunidade científica não deu bola quando Shawyer publicou suas idéias em 2000.
Não é que pressão de radiação não exista. Se você colocar uma lanterna em uma balança, apontada para baixo, ela registrará pesos diferentes para a lanterna ligada e desligada. Claro, será uma diferença de um pentelhonésimo de isignificantograma, mas os fótons emitidos têm momento angular linear, e a 3ª Lei de Newton é implacável. Para toda ação há uma reação igual em sentido oposto. O fóton emitido faz com que a lanterna seja empurrada para trás.
A pressão da radiação solar é levada em conta inclusive no cálculo de órbitas. Uma sonda para Marte pode chegar mais de 15 mil km fora de posição, se não incluírem na computação o efeito da radiação eletromagnética.
O problema não é a radiação, o problema é que o CONCEITO do EmDrive é basicamente isto:
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Isso não funciona pois a vela está sendo impulsionada para frente com força F, a mesma exata força com que o ventilador está sendo impulsionado para trás. Sim, eu sei que os Mythbusters conseguiram fazer um barco assim funcionar, mas trapacearam.
Sendo assim o EmDrive falharia qualquer teste, certo?
Errado. Shawyer insiste que seu motor não viola as Leis da Física atuais nem usa nenhum fenômeno misterioso desconhecido.
Em 2001 ele conseguiu uma verba de 45 mil libras do governo britânico, para produzir as equações associadas com o projeto e construção de um protótipo. Tudo seguiu o cronograma e em 2002 ele conseguiu um equipamento com potência de 850 W que gerava 16 milinewtons de propulsão. Um newton equivale a força exercida por uma massa de 102 g, na gravidade terrestre.
Por volta de 2003 outro protótipo foi construído, com resultados mais eficientes. Em 2007 já conseguiam uma eficiência de 310 mN/quilowatt.
Em 2010 já havia um protótipo de motor para ser testado em satélites, com propulsão de 326 mN. Em 2009 cientistas da Northwestern Polytechnical University, na China construíram seu próprio propulsor EmDrive e produziram propulsão de 720 mN. A pesquisa foi devidamente publicada.
Outra pesquisa chinesa em 2012 produziu uma força de 720 mN.
Agora em 2014 em um trabalho de título Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum 4 pesquisadores da NASA, do Josnson Space Center comprovaram a existência do efeito de aceleração no motor de Shawyer, ou mais precisamente, em um equipamento semelhante desenvolvido por um italiano. Trabalhando com potência bem menor, detectaram forças entre 30 e 50 mN.
O paper não se propõe a explicar o que acontece. Especulam que o negócio utilize plasma virtual de vácuo quântico. Como as microondas dentro da câmara de ressoância viajam à velocidade da luz, estão expostas a efeitos relativísticos, e podem estar interagindo com a nuvem de partículas e antipartículas virtuais que formam o substrato do Universo.
Agora o momento mindfuck: os cientistas da NASA testaram seu motor com uma câmara de ressonância que não deveria gerar propulsão, mas ela também funcionou.
Shawyer quer que o equipamento seja testado em órbita, talvez em cubesats, para acabar de vez com as dúvidas sobre seu funcionamento. Por enquanto está todo mundo com uns 3 pés atrás, e tanto a pesquisa da NASA como a dos chineses está sendo alvo de muita análise crítica. O que é bom, ciência funciona assim.
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Carl Sagan dizia que afirmações extraordinárias exigem demonstrações extraordinárias. As demonstrações existem, agora é hora da revisão por pares. Já tivemos alarmes-falsos assim. O mais recente os neutrinos supraluminosos, mas a Fusão a Frio foi bem mais complicada. Depois do anúncio entusiasmado em 1989 de que havia sido detectada fusão nuclear em um experimento simples de bancada todo mundo tentou replicar, e por pura estatística vários chegaram a resultados positivos.
Depois, com mais calma, percebeu-se que os resultados positivos eram fruto de metodologia ruim, equipamento defeituoso e falta de critério. Fleischmann e Pons, os autores da pesquisa original no final descobriram que seu experimento não havia detectado nada de anormal.
Pode ser que as pesquisas de Shawyer, da China e da NASA, além de outros que replicaram o experimento estejam erradas. Equipamento de medição defeituoso, evaporação, atração eletrostática, são muitas as possibilidades, mas também é possível que essa tecnologia seja real.
E se for real?
Aí o bicho vai pegar. 99% da massa dos foguetes é combustível. Precisamos acelerar muito no começo e ir na banguela até o destino. Com uma propulsão igual ao Motor Shawyer você não precisa de combustível, pode usar energia elétrica via painéis solares ou mesmo via um reator nuclear.
A segunda geração do motor vai usar supercondutores para que as microondas ricocheteiem dentro do ressonador de forma milhares de vezes mais eficiente. Mesmo aplicando as limitações teóricas um motor desses produziria forças na ordem de 0,93 toneladas por quilowatt. Um motor de Fiat Uno 1,0 L tem 33 kW de potência. Daria para levitar o carro, mover uma hélice e ainda acionar o ar-condicionado.
Uma nave espacial com propulsão não-newtoniana se pareceria com isto:
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Você aceleraria continuamente até metade do caminho, então começaria a desacelerar. Uma viagem a Marte não levaria meses, talvez não passasse de uma semana. Acelerando continuamente a 1 G resolveríamos os problemas causados por longo tempo em gravidade zero, e alcançaríamos velocidades só limitadas por Einstein e por nossos escudos de micrometeoritos.
Na Terra até seu colchão poderia flutuar, carros economizariam combustível utilizando repulsores para diminuir o peso. Em vez de uma tonelada, os pneus só teriam que suportar 300 kg, por exemplo.
Aviões não teriam mais que depender de Bernoulli para voar. Suas turbinas gerariam energia elétrica e propulsão horizontal, enquanto repulsores no casco gerariam a sustentação. Seria o fim das pistas, todo avião teria decolagem vertical.
ISTO seria viável:
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Cientistas podem ser muito conservadores. A maioria dos críticos do EmDrive diz que não funciona por não fazer sentido. Se não fossem os nomes sérios replicando o experimento e constatando resultados esquisitos, ninguém daria a menor bola para as alegações de Shawyer. É injusto mas há tanto maluco por aí que ou os cientistas os bloqueiam ou não farão mais nada a não ser desqualificar picaretas.
O segredo é perceber quando o que parece maluquice tem um fundo de verdade. No caso o experimento da NASA ter dado resultado quando não deveria torna o Motor Shawyer muito mais interessante, pois um simples caso de metodologia falha não deveria produzir resultados assim.

Fontes usadas
http://gizmodo.uol.com.br/duvidas-propulsor-impossivel-nasa/
http://exame.abril.com.br/tecnologia/nasa-comprova-que-motor-impossivel-funciona/
http://meiobit.com/294169/emdrive-shawyer-engine-nasa-comprova-propulsor-anteriormente-impossivel/