연료가 필요없는 기적의 추진 장치는 사실 실험 오류?

(According to one peer-reviewed paper, the EmDrive thruster was able to produce 720 mN of thrust from an electricity input of 2.5 kW Photo: EmDrive)

EmDrive는 RF 공진 공동 분사기 radio frequency (RF) resonant cavity thruster의 일종으로 연료 없이 전자기력으로 추력을 발생시킬 수 있다고 주장해서 화제가 되었습니다. 이 주장이 맞다면 아예 연료가 필요 없는 획기적인 우주 로켓 개발이 가능합니다. 물론 뉴턴의 작용 반작용의 법칙에서 벗어나는 일이기 때문에 과학계 주류에서는 활발하게 논의되지 않았지만, 소수의 과학자들은 이를 직접 실험해 실제로 미약한 추력이 발생한다고 보고한 바 있습니다.

2009년 중국의 과학자 팀은 2.5kW 당 720mN (millinewton)의 힘이 발생한다고 보고했습니다. 나사 연구팀도 2014년 미약하지만, 이 장치에서 실제로 추력이 발생하는 것 같다고 보고했습니다. 다만 실험 정확성을 두고 논쟁이 끊이지 않았습니다.

드레스덴 공대의 과학자인 마르틴 타즈마르(Martin Tajmar)와 그 동료들은 EmDrive의 추력이 어디서 기인하는지 조사했습니다. 연구팀은 지구 자기장 등 다른 교란 요소를 제외해도 여전히 실험용 EmDrive에서 미약한 추력이 발생한다는 사실을 확인했습니다. 하지만 이 힘의 원인은 전자기력이 아니었습니다. 연구팀에 따르면 이는 열에 의한 효과였습니다. 열에 의한 엔진의 팽창이 추력으로 잘못 계산된 것이었습니다.

결국 작용 - 반작용의 법칙은 계속해서 유효하고 연료가 필요 없는 기적의 엔진은 만들 수 없는 것으로 드러났습니다. 광자 로켓도 광자(photon) 이라는 입자를 반사시켜 추력을 얻는 방식으로 물리학의 법칙을 벗어나는 방식은 아닙니다. 생각해보면 당연한 일이기는 하지만, 이를 실험으로 검증하고 증명하는 것이 과학이라는 점을 생각할 때 의미 없는 연구는 아닐 것입니다.

참고

https://newatlas.com/space/emdrive-dead-thrust-refuted/

https://www.researchgate.net/publication/350108418_High-Accuracy_Thrust_Measurements_of_the_EMDrive_and_Elimination_of_False-Positive_Effects

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