Respuesta muy corta y rápida

Sí, es posible siempre y cuando uno tenga un juego de espejos lo suficientemente grande y los puntos focales se determinen con suficiente precisión (ignorando la disipación de calor, que podría ser un problema en el espacio). Hay un horno solar en Francia que hace exactamente esto, aunque está basado en la tierra y tiene del orden de 10.000 espejos, cada uno de los cuales parece ser bastante grande.

El Horno Solar Mega Watt , por ejemplo, tiene un área de recolección total de 2835 m ² y enfoca el haz de luz en un punto de aproximadamente 80 cm de diámetro (es decir, ~0.503 m ² )

Respuesta más larga con antecedentes y ejemplos

El sol emite en la órbita de la Tierra aproximadamente 1380 W/m ² , por lo que puede determinar el área de recolección necesaria en función del objetivo que desea destruir. En la película, se demostró que el rayo tiene un diámetro bastante grande, pero supongamos (para que los números sean fáciles de manejar) que el área sobre la que se dispara el rayo de la muerte es de 1 m ² . Por lo tanto, suponiendo que no haya pérdidas en el enfoque o la transmisión a través de la atmósfera y que no haya conversión de frecuencia, se tendría un factor de ganancia en potencia de aproximadamente 1400 por cada metro cuadrado de área de recolección en la nave espacial.

Entonces, lo que quiere hacer en este caso es observar el calor de sublimación (también llamado entalpía de sublimación ),$\Delta$H _sub , para diversos materiales. Esta es la energía necesaria para convertir un sólido dado en un gas sin pasar por la fase líquida , un proceso llamado sublimación .

Hay una lista exhaustiva de$\Delta$_Subvalores de H para numerosas moléculas orgánicas del NIST en este PDF . Puede buscar en la mayoría de las páginas de Wikipedia el calor de vaporización ,$\Delta$H _vap , que siempre es menor que$\Delta$H _sub . Digamos, por ejemplo, que miramos aluminio o Al,$\Delta$H _vap ~ 284 kJ/mol (kilojulios por mol ) y su$\Delta$H _sub ~ 326 kJ/mol (llamado calor de atomización en este caso). Al tiene una densidad de ~2,7 g/cm ³ (o 2700 kg/m ³ ) y una masa atómica de ~26,98154 g/mol. Por tanto, un mol de Al debe tener una masa de ~26,98154 g y ocupar un volumen de ~9,9932$cm^{3}$(recuerde que 1 cm ³ es un mililitro).

Ejemplos

Ejemplo 1

Así que ahora pongamos esos números en uso.

• Digamos que nuestra nave espacial tenía un área de recolección de 1000 m ² , solo para facilitar los números, y espejos perfectos (es decir, sin pérdidas).
• Eso significa que la nave espacial estaría recolectando un total de ~1,380,000 watts de potencia (recuerde: 1 W = 1 J/s) o ~1.38 MW.
• Enfocar eso en un haz de 1 m ^{2 significa que nuestra densidad de potencia es de ~1,38 MW/m 2} .
• Entonces, ¿cuánto Al podríamos vaporizar en un segundo (nuevamente, para facilitar los números) si se distribuyera sobre un bonito disco circular con un área de 1 m ² ?

Por ahora, ignoremos los ángulos de incidencia y todas esas complicaciones. Entonces solo necesitamos dividir nuestra densidad de potencia, llámela$\Delta$S, por el$\Delta$Valor de H _vap y el área,$A$, para obtener el número total de moles, que podemos usar para determinar la masa y el volumen totales. Esto viene dado matemáticamente por:

$$Moles \ of \ Al = \left( \frac{ \Delta S }{ \Delta H_{sub} * A } \right) \sim \left( \frac{ 1.38 \times 10^{6} \ J \ m^{-2} \ s^{-1} }{ 384 \times 10^{3} \ J \ mol^{-1} } \right) \sim 3.59 \ \text{moles}$$ lo que corresponde a ~96.965 g de Al o un volumen de ~35.913 cm ³ . Esto es solo ~ $3.591 \times 10^{-5}$m ³ o un 1 m ² que es sólo ~35 $\mu$m de espesor (es decir, aproximadamente la mitad del espesor de un cabello humano típico).

Ejemplo 2

Quizás una mejor manera de hacer esta pregunta es comenzar con una cantidad dada de Al (puede hacer esto con cualquier material, solo cambie los números) y trabaje hacia atrás para determinar la cantidad de densidad de potencia necesaria.

• Digamos que tenemos un disco de 1 m ² nuevamente, pero ahora tiene 1 pie de espesor (o ~0.3048 m), lo que corresponde a un volumen total de ~0.3048 m ³ .
• Esto significa que tenemos ~822,96 kg de Al o ~30500,854 moles.
• Del valor conocido de$\Delta$H _sub , esto significa que necesitamos ~11.712 GJ de energía para sublimar el disco de Al (recuerde 1 GJ =$10^{9}$J).
• Para hacer esto en un segundo con un haz de 1 m ² significa que necesitamos$\Delta$S ~ 11.712 GW/m ² .
• Sabemos que la salida de densidad de energía del sol en la Tierra es de ~1380 W/m ² , por lo que simplemente dividimos estos dos números para obtener la cantidad de área de recolección necesaria para vaporizar nuestro disco de aluminio. El área resulta ser ~$8.5 \times 10^{6}$m ² , lo que parece un poco irrazonable, ya que uno de los edificios más grandes por volumen es la Boeing Everett Factory con solo ~400,000 m ² .

Nota al margen: la única ventaja de tener un sistema de espejos como este en el espacio es que uno no necesita preocuparse por las tensiones/tensiones entre espejos (excepto durante cualquier maniobra orbital, obviamente). Sin embargo, esa no es una ventaja lo suficientemente significativa como para que realmente valga la pena o sea factible.

Ejemplo 3

• Intentemos usar el tamaño del haz del horno solar Mega Watt , es decir, ~0,503 m ² para nuestro punto de enfoque y nuevamente usemos una pieza de aluminio de 1 pie de espesor, es decir, un volumen de ~0,1532 m ^{3 .}
• Esto corresponde a ~413,66 kg de Al, o ~15.331,40 moles de Al.
• Por lo tanto, necesitamos ~5 GJ de energía para sublimar el disco de Al.
• Un haz de 5 GJ que cubre ~0,503 m ² durante un segundo corresponde a$\Delta$S ~ 9,9 GW/m ² .
• Por lo tanto, para generar esta densidad de energía necesitaríamos un área colectora de ~$3.6 \times 10^{6}$m ² , que sigue siendo irrazonablemente grande.

Conclusión de la respuesta larga

Sí, es teóricamente posible, pero no es factible ni práctico.

¿El ejemplo de la película es exacto o incluso posible? ¡Apostaría que no!