10 週就能把人送上火星的 EmDrive 引擎，是偽科學還是世紀大發現？  

展開太空旅行的新頁—深空一號與離子引擎

EmDrive 的全稱是 Electromagnetic Drive（電磁驅動）(射頻共振空腔推進器)，是由一位英國發明家Roger Shawyer 在1999年提出的推進系統。其核心零件是一個特殊形狀的微波共振腔體，裡面不斷跳躍的微波給太空船提供推力，而太陽能可以提供電力來維持微波的運動。從 2010 年開始，中國西北大學的楊涓教授就開始發表關於 EmDrive 的論文。在 2013 年，她帶領一組隊伍，製作出了 EmDrive 原型機，並發表論文（中文）公布測試結果：2.5 千瓦的電量產生了 720毫牛（約 72 克）的推進力。有人將楊涓的論文翻譯成了英文，在媒體和學術圈流傳開來。

神奇電磁引擎 陸搶先美上太空

先不管有沒有違反牛頓第三力學定律，這些文章讓我想起所謂的「據英國研究」有很多根本就不是真正的研究，而是公關公司行銷策略的一環。首先公關公司會針對客戶訂作一些仿科學報導，不用說這些文案人員大多沒有科學背景；然後他們再找一位學者掛名，這位學者甚至不必參與所謂的「研究」；最後再把這個仿科學文章送到缺稿且嗜奇的記者手上，就成了一篇聳動的「據英國研究」了。

不過在好奇心驅使下我們來探討一下，這一篇 EmDrive 是否有那麼一回事呢??

所謂的微波（英語：Microwave, 德語：Mikrowellen）是指波長介於紅外線和無線電波之間的電磁波。具有波粒二象性。微波的基本性質對於玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。對於水和食物等就會吸收微波而使自身發熱。而對金屬類東西，則會反射微波。所以 EmDrive 引擎真能產生推力，應該是微波中的粒子特性產生了作用!? 我們以上一篇光速中粗糙的數學模型來看:

Vn=mV0ln(n) > C (299,792,458 m/s 光速)

雖然微波速度大致與光速、電磁波傳播速度相同，是3*10^8m/s 。但在光纖中的話，會受到折射率的影響，速度為c/n=2e8m/s。但是由於其質量太小(微波是由稱為磁控管的微波產生器產生出來)，所以想要靠 EmDrive 引擎讓太空船加速到一定的速度，恐怕得花很長的一段時間!? 這樣的結果可操作性太低了。

這讓我想起另外一種離子引擎，這是一種利用熱電極放出高能電子，敲掉推進劑原子的外層電子，使推進劑變成帶電的離子。接著藉由一個強大的電場將被電離的推進劑加速到極高速向後射出，獲得向前的加速度。小日本的隼鳥號與美國的小行星探測器曙光號，就是以離子火箭引擎作為動力來源。

外媒：中國研製出世界最強離子引擎 飛火星僅39天

為什麼離子火箭引擎要以「氙」作為推進劑？ 

1998年，美國宇航局「深空1號」(質量373.7 kg) 任務採用了離子推進技術來前往波萊利彗星，這也是該技術的最早運用之一。「深空1號」飛行器採用的也是氙驅動離子引擎，消耗了81.5千克的推進劑。經過20個月的推進，飛行器在飛近彗星時的速度達到了每小時5.6萬千米。雖然這個數據看起來挺不錯的，但是仍不足以維持載人航空器。除非把離子引擎做得很大，能力也提得很高(即離子排氣速度大大增加)，並且有足夠推進劑保持飛行器在途中持續加速。這似乎在短期之內不太可能達到!?