火箭（也稱運載器或運載工具）可以將衛星和其他太空飛行器送入不同的空間軌道，將人類送往月球，將空間探測器或宇宙飛船推向宇宙深處。除此之外，火箭在軍事上還可以用於彈道飛彈，讓它到達預定高度和速度後，其分離出的彈頭沿拋物線軌道飛向上萬公裡外的敵方目標；也可以用於巡航飛彈或高超音速武器，助推它們加速飛行並達到需要的速度，更有效地飛行和攻擊遠處的敵方目標。
一個EmDrive引擎原型機。有些人認為該引擎可以讓飛行器在10周內就能到達火星，但更多人認為該系統違反了物理學定律。
火箭推進技術對火箭的性能至關重要，其每一次進步，都預示著航天事業的巨大發展，促進著人類星際旅行的夢想變為現實，並不斷提升飛彈等武器裝備的水平。目前，太空飛行器和彈道飛彈上廣泛使用的火箭推進技術是化學推進技術，即將火箭自身攜帶的化學燃料（燃燒劑和氧化劑）在燃燒室內點燃產生高溫高壓氣體，並讓其通過火箭尾部噴嘴加速後噴出形成推力，不斷推動火箭加速運動。
至今，這種技術仍是太空飛行器和彈道飛彈發射所依賴的不二選擇，也是它們被發射後實施軌道轉移或變軌機動的主要技術。然而，化學推進技術也存在明顯的問題，譬如，化學燃料大多有毒、安全性不好、對環境有汙染、能量密度偏低、火箭飛行時自身要攜帶大量燃料，導致其有效載荷能力弱、推進效費比小、加速性或速度增量不足等。所以，即使是使用當今最有效的化學推進技術，也難以滿足目前某些航天與飛彈發射、深空探測以及星際旅行等任務的需求。
除了化學推進技術外，還有非化學推進技術。它們也均是通過不同方式將其他形式的能量轉換為動能，產生火箭的推力。譬如，已經達到一定實用化程度的電推動技術；正在研究和發展的雷射、離子、核聚變、電磁炮、太陽帆（光壓）、電動帆、微波電熱和核子脈衝等推進技術；曾經被提出但非常玄幻神秘、實現難度超大的反物質、時空扭曲、蟲洞利用和多維空間等推進技術。
在上述非化學推進技術中，微波推進技術最吸引公眾眼球。它雖然提出的時間不長，但卻被很多學者譽為是一項「真正伸手可及的革命性的推進技術」，可能給航天和軍事領域帶來巨大變革，無疑是非化學推進技術中的一匹「黑馬」。
微波推進技術是指利用電磁作用，讓產生的微波在容器或腔體內來回反射釋放能量，來獲得推力的一種推進技術。由於涉及電磁概念，因此，有時也稱為電磁驅動或電磁引擎技術，而其所支撐的引擎就是電磁引擎或微波引擎。
其作用原理是用電力首先通過磁控管的電磁作用，將產生的微波注入或輻射進推力裝置中一個封閉的錐形腔體內，然後帶有能量的微波就能在腔體內來回反射，在腔體的兩面形成推力差，從而為微波引擎匯集起前進的動力。實際使用時，太陽能可以作為維持腔體內微波運動的電力來源。
表面上看，微波推進技術沒有類似化學推進技術中的噴出氣體或工質，在不對外界產生任何作用力的情況下，「憑空」就能獲得推進力，似乎不符合牛頓第三定律和動量守恆定律等物理定律。有人形容說，這就像一個兩臂環繞自己的人，自己發力將自己抱起來，令人難以想像。正因為如此，微波推進技術自從在2000年左右被英國工程師羅傑·肖耶提出並測試驗證之後，飽受非議，甚至有人視之為是如永動機般痴人說夢的「偽科學」。
EmDrive引擎的發明者、英國科學家羅傑·索耶(Roger Shawyer)發布新設計，一塊平整的超導板位於引擎的一端，另一端是一塊形狀獨特的非超導板。超導板將最大限度減小都卜勒頻移，使引擎的動力更加強大。平坦的設計也可以降低超導板的製造成本。
EmDrive引擎的概念其實很簡單，就是通過微波在一個密閉容器裡的反彈來為太空飛行器提供推力。
但是，也有學者經過分析論證甚至試驗後，並不認為微波推進技術在本質上與牛頓第三定律和動量守恆定律等物理定律相悖。他們給出的觀點或解釋主要有四個方向：
一是微波是以光速在封閉體內運動，不能完全用化學推進技術中的工質和衝量概念來理解，況且微波應該也是一種特殊的工質，它運動時也是把自身能量轉換為動能，形成推力；
二是真空中可能也有人們迄今還未知的粒子，它們不停地產生又迅速消失，微波運動時「推擠」這些粒子就可能產生前進的推力；
三是圓錐形腔體特定的設計，帶來其內部電磁場的不均勻分布，由此就讓微波產生了推力；
四是封閉的腔體內微波的電磁場中存在帶電粒子，它們在電磁力的作用下獲得了能量和動量，進而形成了推力。相比較而言，這些解釋是認真和嚴肅的，但仍有相當數量的學者還認為這一說法推測的成分多、論證的因素少，尚難以自圓其說。
迄今為止，來自學者的比較主流觀點是，雖然對微波推進技術形成推力的原因，暫時還不能找到令人滿意的解釋，雖然不能完全證明它符合牛頓第三定律和動量守恆定律等物理定律，但基本能肯定它並不違反這些定律，主要原因是微波推進技術不像有些非化學推進技術那樣可望而不可及，利用它既能製作成有形的、實實在在的裝置，還通過試驗驗證其確實有效，並在應用上已初顯「希望之光」。
雖然微波推進技術還無法很快在理論上找到普遍認可的合理解釋，但這並不妨礙大家先對它積極進行試驗，尋找它的特點，看看它的過人之處，並逐步把它在某些場合用起來。就像中國當初發明火藥一樣，使用了很長時間人們都並不完全明白它的機理，只是知道它十分有效，製成的熱兵器殺傷效能遠超冷兵器。隨著應用的不斷擴展，人們對火藥的研究逐步深入，才完全弄清了它的原理，從而不斷把它發揚光大，最終導致由火藥催生出的熱兵器完全取代了冷兵器，並促進了人類文明的進程。難道對微波推進技術就不能這樣嗎？
NASA的相關實驗
基於此，很多國家的工程師們對微波推進技術都開展了先行研究，還獲得了一定進展。美國這幾年對微波推進技術更是情有獨鍾，投入了大量人力物力。據媒體披露，2013年8月，美國國家航空航天局（NASA）就組裝了一臺類似微波推進技術概念的微波（電磁）引擎；2015年5月，NASA還悄悄地進行了進一步的微波引擎真空環境下的試驗；不久前，它又完成了全新的微波引擎的試驗測試，引起了世界範圍的極大關注。
這些研究和試驗釋放出的信息是，微波推進技術在沒有幹擾和擾動的真空條件下也能產生推力，表明它確實是有效的。而且相對於目前的化學推進技術，它不需要傳統意義上的工質，無高溫燃氣流燒蝕、傳熱和環境汙染等問題，推力振動小且不受工作環境影響，對發射場地的要求不高，能大幅簡化火箭等推進器的結構並縮小其體積和重量，延長壽命，降低成本，提高推進效能。
微波推進技術擁有如此大的能量和科幻般的性能，一旦應用，對人類航天發展無疑將會帶來脫胎換骨的改變。相信在不久的將來，微波引擎的推力就有望提高到工程推廣所需要的毫牛級甚至牛級，從而讓它先獲得應用的突破，開始在太空飛行器的姿態控制、軌道機動和空間變軌等方面發揮重要作用。那樣的話，或許人們對微波推進技術機理的認識也會隨之上升到新的高度。
來源 | 中國社會科學網-中國社會科學報
作者 | 王群（國防科技大學）