EmDrive：中国宣布成功研发用于太空旅行的“无反作用”发动机

这是一项听起来好得令人难以置信的太空技术。“无反作用”电磁驱动器（简称 EmDrive）是一种仅由微波腔内电磁辐射驱动的发动机。这种发动机在不交换物质的情况下产生机械作用，违反了动量守恒定律。但自 2010 年以来，美国和中国都投入了大量资源来研发这些看似不可能的发动机。现在中国声称取得了重大突破。

2016 年 12 月 10 日，中国空间技术研究院商业卫星技术部主任陈悦博士宣布，中国不仅已在实验室成功测试了 EmDrives 技术，而且概念验证目前正在轨道上进行零重力测试（据《国际财经时报》报道，此次测试在天宫二号空间站进行）。

与传统发动机（如内燃机和离子发动机）通过排出系统中的质量来产生推力不同，像 EmDrive 这样的无反作用发动机只使用电力来产生运动。在罗杰·肖耶首次提出的 EmDrive 中，微波腔是一个不对称容器，例如截头圆锥，一端比另一端大得多。在较窄的一端，电磁能量源（如磁控管）用微波轰击腔体。这些波被限制在腔体中并从腔壁反弹，产生电磁共振。由于截头圆锥的复杂几何形状导致共振不平衡，EmDrive 中的电磁场变得具有方向性（各向异性）。在这种情况下，各向异性电磁场会“推” EmDrive 远离腔体较大面积端的方向。

尽管 EmDrive 的冲量可能较低，但由于深空缺乏重力和摩擦力，它能够以足够的时间加速到高速，即使从低功率水平开始也是如此。发动机的性能取决于腔体材料（以减少腔壁吸收造成的电磁损失）和温度，这会影响电磁场，这表明未来由超导材料制成的 EmDrive 将具有高性能。宇宙飞船或卫星也必须从头开始设计，以最大限度地提高 EM 驱动器的运行效率。值得注意的是，EM 驱动器也可能容易受到辐射等太空天气变化的影响，因此在天宫二号上测试 EmDrive 概念验证非常重要。

EmDrive 是深空探索的理想选择，因为它们无需加油，甚至无需储存燃料所需的重量和空间，从而简化了物流和设计。理论上，EmDrive 所需的只是一个电源，如太阳能或反应堆，可以为从载人火星任务到太阳系外机器人探测器的任何任务提供燃料。EmDrive 还可以制造出更小、更高效的卫星，因为它们可以放弃用于机动的耗费空间的化学推进器。

这种系统的应用范围很广（如果事实证明可行的话）。如果中国能够在其卫星上安装 EmDrives 进行轨道机动和高度控制，那么卫星将变得更便宜、使用寿命更长。中国航天科技集团公司商业卫星首席设计师李锋表示，目前的 EmDrive 仅有个位数毫牛顿的推力，用于轨道调整；中型卫星需要 0.1-1 牛顿。功能齐全的 EmDrive 还将为中国在小行星带以外的远程行星际探测器开辟新的可能性，并释放载人航天器燃料所占用的质量，用于建造月球和火星基地的其他补给和设备。在军事方面，EmDrives 还可用于制造更隐蔽、使用寿命更长的中国监视卫星。