11

Лазерный парус

Предположим у нас есть лазер произвольной мощности которым мы светим на световой парус космического аппарата. Какое давление он создает на каждый Ватт мощности?


Если предположить что КПД лазера 100%, а закреплен он на объекте имеющим "бесконечно большую массу" то получиться что вся энергия (E) подводимая к лазеру превращается в энергию фотонов, то 1 (один) ватт мощности будет создает тягу в 1/150,000,000.0 (одну сто пятидесяти миллионную) Ньютона, или по другому 1 (один) Джоуль будет создавать импульс в 1/150,000,000.0 (одну сто пятидесяти миллионную) килограмм на метр в секунду.


Таким образом чтобы создать тягу в 1 Ньютон нам нужен лазер мощностью 150 Мегаватт.


Теперь возьмем Диэлектрическое зеркало которое предполагается использовать в проекте Starshot, добавим к нему Адаптивную оптику и отразим лазерный луч в сторону другого такого же диэлектрического зеркала потеряв от него всего 1/10,000 (одну десятитысячную) мощности излучения.


Не сложно понять что запертый между двумя зеркалами лазерный луч начнет "бесконечное" отражаться от каждого зеркала оказывая на них световое давление до своего полного затухания, вызванного "не совершенством" зеркал в размере 1/10,000 затухания луча при каждом отражении. Какое давление создаст такой лазерный луч?


Давление создаваемое лазерным лучом будет обратно пропорционально коэффициенту затухания, то есть при коэффициенте 1/10,000 давление будет в 10,000 (десять тысяч) раз больше чем при одном простом единичном отражении.


Таким образом чтобы создать тягу в 1 Ньютон нам нужен лазер в 10,000 (десять тысяч) раз слабее, то есть мощностью всего 15 Киловатт.


Не будем ходить вокруг да около и сразу возьмем лазер мощностью 1.4715 Гигаватт чтобы получить тягу в 10.0 тонн-силы, и запустить посредством него межзвездный зонд.


Как "далеко" можно отразить лазерный луч чтобы его "пятно" все еще оставалось в пределах зеркала?


Дифракционный предел подсказывает нам что если мы зададимся длиной волны 1.06 микрона и размером зеркала 1.06 километра, то дальность фокусировки составит 1.22Е+12 метров, то есть 1.22 миллиарда километров.


Если разогнаться на такой дистанции с ускорением 1G то можно достигнуть скорости почти 500.0 км/с, то есть до 1/600 скорости света.


Но ведь лазеры можно разместить цепочкой, спустя каждые 1.22 миллиарда километров и тогда к примеру 100 сто) лазеров разгонят КА уже до скорости 5,000.0 километров или до 1/60 скорости света.


А откуда лазеры в цепочки будут брать энергию?


От солнечных батарей которые будут освещать другие лазеры, а потери при преобразовании энергии придется компенсировать "построив" пирамиду, когда один "дальний" лазер "освещается" двумя "средними", а они в свою очередь четырьмя "ближними".

Исследователи космоса

19.6K постов49.3K подписчика

Правила сообщества

Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу :)

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества