L'EFFETTO WOODWARD
Introduzione
Il motore Woodward è un dispositivo basato sul Principio di Mach e progettato dal Prof. James Woodward, che permetterebbe ad un mezzo spaziale di viaggiare senza espellere propellente.
Per capirne le linee generali, dobbiamo pensare all'inerzia, che non è soltanto la capacità di un corpo di mantenere il proprio stato di quiete restando fermo, ma anche di mantenere un moto rettilineo uniforme... in altre parole, di avanzare.
Ernest Mach diceva che l'inerzia dipende sia dalla massa del corpo che consideriamo (immaginiamo un'astronave), sia da tutta la massa che ha intorno: quindi, la massa dell'intero universo.
Considerando questo, a partire dagli anni '90 del XX secolo, il Prof.
Woodward ideò una teoria: se un corpo veniva sottoposto ad una accelerazione
esterna, la conseguenza doveva essere una variazione di densità della
sua materia e, quindi, una variazione di massa. Non esistono esempi pratici,
ma possiamo immaginare che un cubo di gommapiuma, sotto questo effetto, diventi
di piombo e che accada il contrario alla cessazione del medesimo.
Questo è quello che viene chiamato Effetto Woodward, rappresentabile
con equazioni complesse, ma, come direbbe
Spock, dalle applicazioni pratiche ... “affascinanti”.
L'Effetto Woodward applicato
L'utilizzo pratico dell'Effetto Woodward sarà chiaro se
si immagina un razzo che si muove nello spazio e una parte di esso varia la
propria massa con un ritmo molto veloce.
Quando questa diminuisce, quella parte del razzo si muove nella stessa direzione
del moto e quando la massa aumenta, si muove in senso opposto al moto.
In altre parole, quando la massa è più elevata si usa come propellente
per ottenere spinta (e per il principio di azione e reazione la si dovrà
spostare in direzione opposta al moto); quando è minore la si recupera.
Ma
queste due spinte di verso opposto non hanno la stessa intensità e
così facendo si avrà un movimento in avanti. In parole povere,
la spinta necessaria senza dover caricare tonnellate di carburante.
È stato dimostrato, però, che questo fenomeno richiede l'applicazione
di una forza esterna.
Bisognava quindi individuare il tipo di forza da applicare e per questo sono
in atto esperimenti e studi approfonditi.
Woodward decise di utilizzare un campo elettromagnetico che potesse far variare la massa in maniera estremamente veloce, in modo da ottenere un effetto spinta costante, anziché una serie di accelerazioni e di frenate (come se in auto, il conducente premesse a fondo il pedale dell'acceleratore per poi rilasciarlo subito dopo e così via).
Dai calcoli di Woodward appariva evidente che la fluttuazione di massa è da attendersi nel materiale stesso dove, a livello microscopico, l'applicazione di un campo elettromagnetico esterno produce ampie accelerazioni accompagnate da rapidi cambiamenti dell'energia interna immagazzinata nel corpo stesso.
Una buona possibilità è quella di applicare l'effetto Woodward in un condensatore realizzato con un materiale che avesse determinate caratteristiche (costante dielettrica).
Il motore Woodward
Immaginiamo un bambino sullo skateboard. Egli ha in mano una corda elastica,
alla cui altra estremità si trova una palla che cambia massa a intervalli
regolari (effetto Woodward).
Il bambino spinge la palla davanti a sé quando questa è più
pesante, e la ritira a sé - tramite la corda elastica - quando la sfera
è più leggera.
La forza di reazione che il bambino sperimenta è più forte quando
egli lancia la palla "pesante" di quanto riceve verso di sé
la stessa palla "leggera", quindi egli viene in un certo modo "trascinato".
Woodward utilizzò questa idea di base, sostituendo la palla con un condensatore ceramico e il bambino con un pesante disco di ottone, al quale era fissato il condensatore.
Per fare avvenire la variazione di massa nel materiale dielettrico, Woodward applicò un voltaggio alternato, che caricava e scaricavail condensatore molto in fretta e con ritmi precisi.
Ecco il primo motore Woodward (immagine a lato).
Dopo una serie di prove, il meccanismo venne perfezionato e alcune parti sostituite, poiché le vibrazioni portavano alla rottura della parte più sottoposta alla sforzo.
Ecco, nella figura sottostante, il motore Woodward sperimentato negli anni scorsi in Austria, presso l'ARC-Seibersdorf reseach; si tratta del "Flux Capacitor" (spinta prodotta: 50µN, da verificare con alcune sperimentazioni in corso).
Vantaggi del motore di Woodward
- Relativa semplicità di funzionamento e realizzazione. I condensatori sono il prodotto di una tecnologia utilizzata da decenni, anche se la tecnica per la costruzione di un simile dispositivo delle dimensioni necessarie a spostare un mezzo spaziale non è immediata.
- Impulso specifico infinito. Infatti un simile motore non necessita di alcun combustibile.
- In futuro, l'avanzamento della tecnologia potrebbe ridurre i consumi di energia.
- E, ancora, in un futuro si può pensare di ottenere grandi accelerazioni.
Punti di attuale incertezza
- Attualmente i risultati di Woodward sono ancora privi di diverse conferme indipendenti. Altri due ricercatori hanno ottenuto risultati simili, ma ulteriori convalide sono necessarie, perché, come si dice: "Scoperte eccezionali necessitano di prove eccezionali".
- Esiste un dibattito sulla teoria: il Principio di Mach viola i principi di conservazione dell'energia e della quantità di moto?
C'è veramente molto su cui lavorare, ma se arriveranno le conferme dei primi risultati sperimentali... le stelle saranno un po' più vicine.
Approfondimenti
Per saperne di più sull'Effetto Woodward, è disponibile una versione approfondita di questa pagina.