Лазерный парус (продолжение)⁠⁠

Представим что Лазер освещает идеально, неподвижное Зеркало со 100% отражением и бесконечной массой, какое световое давление он будет создавать на каждый Ватт мощности?

Давление (р) Лазера будет равно значению удвоенной мощности (2M) разделенной на скорость света (с), то есть определятся по формуле:

p = 2 M / c

Проверить эту формулу очень легко, достаточно взять солнечную постоянную для земной орбиты равную 1350 Вт/м^2 и разделить ее на скорость света 300,000,000 м/с, предварительно удвоив постоянную, и получить давление в 0.9Е+6 ньютона, а потом сравнить ее со справочным значением которое окажется точно таким же.

Из этой формулы легко получить формулу мощности Лазера создающего давление в 1 (один) ньютон.

М = р * с / 2

То есть для создания давления в 1 (один) ньютон потребуется Лазер мощностью 150 Мегаватт.

Предположим что Зеркало удаляется от Лазера со скоростью 1.0 м/с. Получается что в течении 1.0 (одно) секунды Зеркало преодолеет путь в 1.0 (один) метр находясь под воздействием силы в 1.0 (один) ньютон, то есть лазерный луч совершит работу размеров в 1.0 (один) джоуль и передал эту энергию Зеркалу.

Таким образом КПД Лазера составил 1/150,000,000.

Увеличим скорость удаления Зеркала от Лазера до скорость 1.0 км/с, и получим что Лазер передаст зеркалу 1.0 кДж энергии и КПД передачи составит 1/150,000.

Не сложно понять что когда скорость удаления Зеркала начнет составлять проценты от скорости света то поглощаемая им энергия также начнет приближаться к процентам от мощности лазерного луча.

Таким образом становиться совершенно очевидно что КПД трансформации лазерной энергии в кинетическую энергию Зеркала становиться тем больше чем больше скорость Зеркала относительно Лазера.

Дополнительно стоит отметит что формула (1) действительно только для малых скоростей, для около световых скоростей она принимает более сложный вид в котором коэффициент 2 (два) начинает резко понижаться до 1 (единицы), но на скоростях несколько процентов от скорости света он все еще близок к 2 (двойке).

Представим теперь Лазер размещенный в "свободном" космосе, то есть "вдали" от массивных небесных тел, который непрерывно излучает энергию к примеру в течении 30,000 (тридцати тысяч) секунд, после чего резко прекращает генерацию.

Результатом такой сессии становиться лазерный луч длиной в 9.0 миллиардов километров.

Предположим что незамедлительно лазерный луч отражается от "идеально отражающего" Паруса Космического корабля, в обратном направлении под микроскопически малым углом.

Спустя 15,000 (пятнадцать тысяч) секунд, лазерный луч пройдя 4.5 миллиарда километров снова отражается от массивного, "неподвижного", "идеально отражающего" Зеркала, точно, ровно, в обратную сторону, сторону Паруса Космического аппарата.

Спустя 30,000 (тридцать тысяч) секунд весь лазерный луч отразиться от Паруса в сторону Зеркала, а начало лазерного луча успевает снова достигнуть Паруса, теперь Парус мгновенно разворачивается под прямым углом к зеркалу и получается что  лазерный луч протяженностью в 9.0 миллиардов километров сложен "пополам" и "заперт" между Зеркалом и Парусом.

Фактически получается что между "неподвижным" Зеркалом и Парусом Космического корабля, существует "механическая" взаимосвязь, своеобразная "пружина" из лазерного луча, которая начинает "раздвигается" "опираясь" на "неподвижное" Зеркало и толкая в "перед" Парус Космического корабля.

Несложно понять что «Раздвигается" лазерный луч со скоростью движения Паруса, при это если Космический аппарат имеет какую то разумную массу, а лазерный луч создает достаточное давление то скорость Космического аппарата растет как и скорость к луча.

Получается что Космический аппарат разгоняется оталкиваясь от "неподвижного" зеркала используя для этого энергию лазерного луча и «опираясь» на неподвижное Зеркало посредством лазерного луча.

Если к примеру разгон будет продолжаться на протяжении 4.5 миллиардов километров, с начальным ускорением 10 м/с^2, то в итоге Космический аппарат разгоняться до скорости почти 250 км/с. Так произойдёт потому что когда лазерный луч растянется в два раза до длины 9.0 миллиардов километров, то световое давление упадёт в два раза.

Стоит отметить что в ходе разгона Космический аппарат поглотит 0.07% от полной энергии лазерного луча.