Al investigar un poco con mi hijo sobre las velas solares, nos topamos con este artículo que afirma (en la página 3 ):
Quizás se pregunte qué sucede cuando la nave espacial se encuentra lejos de la luz solar. Un láser a bordo podría hacerse cargo de proporcionar la propulsión necesaria a las velas.
¿No rompe esto algún tipo de ley física de conservación? Parece un poco como soplar la vela del barco en el que estabas. Te empujan hacia atrás tanto como el barco estaba siendo empujado hacia adelante.
¿Es posible algo así?
¿Puede un láser a bordo impulsar una vela solar?
En teoría, un poquito, un poquito, un poquito. En la práctica, no. Estaría mejor sin la vela y apuntando el láser hacia atrás, pero estaría mucho mejor sin el láser.
Advertencia: sigue el sarcasmo.
Un láser de uno coma veintiún gigavatios proporcionaría un mísero empuje de cuatro newtons . No existe tal cosa como un láser de gigavatio de onda continua; necesitaremos mil o más láseres de un punto veintiún megavatios (tampoco existen). Los láseres no son exactamente eficientes; Seré muy generoso y asumiré una eficiencia del 25%. ¡Todo lo que necesitamos son cuatro Mr. Fusions y listo! nuestra granja de mil láseres tiene poder. Siendo aún más generosos y asumiendo que cada uno de nuestros láseres de megavatios inexistentes pesa una tonelada métrica, eso es una aceleración de 4 micrones/segundo 2 . (Esa es una aceleración microscópicamente diminuta).
Como Mr. Fusion no existe, necesitamos otra fuente de energía. Mr. Fusion era agradable y compacto. El reactor nuclear más grande del mundo, la planta de energía nuclear de Kashiwazaki-Kariwa, tenía una potencia nominal de 8,21 gigavatios, dos más de los que necesitamos. Dado que Japón ya no quiere sus reactores nucleares, todo lo que tenemos que hacer es empaquetar esa planta para su uso en el espacio. Un problema menor: la masa extrema hará que nuestras ya insignificantes 4 micras por segundo sean 2 órdenes de magnitud aún más pequeñas.
Dado que Mr. Fusion no existe, y los reactores nucleares son una fuente de energía pésima para un láser basado en el espacio, ¿quizás los paneles solares (paneles solares muy, muy grandes) podrían funcionar? La respuesta es no, no lo harán. Ahora estamos atrapados con exactamente el mismo problema que hace que las velas solares sean bastante inútiles después de cinco AU más o menos.
En pocas palabras: estaría mucho mejor sin el láser.
¿Qué pasa con la idea planteada en Prospective of Photon Propulsion for Interstellar Flight , que se señaló en un comentario a la pregunta?
Tenga en cuenta muy bien: este láser no está montado en el vehículo. Incluso el autor de este documento de la conferencia sabe que montar el láser en la nave espacial es una locura. Lo que él no sabe es que su idea también es pura locura.
Su idea se basa en el documento de la conferencia de 2001 Metzger y Landis (2001) "Velas basadas en láser de rebote múltiple", Foro internacional de aplicaciones y tecnología espacial-2001 , vol. 552:1 . Este artículo ha sido citado un total de siete veces desde 2001, y seis de esas citas provienen del autor del artículo en cuestión.
La idea básica es tener una fuente de láser fija como en la Luna y tener un espejo en la fuente de láser y un espejo en la nave espacial. El láser golpea el espejo de la nave espacial, rebota directamente hacia el espejo fuente, que rebota directamente hacia el espejo de la nave espacial, y así sucesivamente, mil veces.
Esta idea está completamente divorciada de la realidad. Esto impone requisitos de precisión de puntería a la nave espacial que hace que la puntería del telescopio espacial Hubble parezca absolutamente amateur. Esto impone requisitos de planitud y reflectividad en los espejos que van mucho más allá de nuestros sueños del Sr. Fusion.
Finalmente, si por algún milagro esta idea funciona, ¿realmente desea estar en el extremo receptor del equivalente a uno punto veintiún teravatios de potencia láser?
Si la vela es un espejo (lo que es de esperar) es lo mismo que si apuntara el láser hacia atrás, como un motor de cohete. No hay necesidad de la vela.
Sin embargo, si el láser está en una posición fija y para ahorrar masa al evitar equipos innecesarios, la vela se puede usar como espejo para dirigir la energía del láser y cambiar la trayectoria.
Por cierto, soplar en una vela funcionaría bien si la vela fuera un "espejo de viento" y la energía no se disipara en turbulencia. Sería como soplar a través de un tubo que dirigía el aire hacia atrás. Si rebotara el aire hacia usted, entonces no habría trabajo de red.
blowing on a sail would work fine if the sail were a "wind mirror". Cierto, un buen ejemplo es el inversor de empuje en un avión.
it is the same as if you pointed the laser to the rearEsto lo aseguró para mí. @mins, ¿significa esto que habría el doble de empuje de un protón solar? ¿Impacto y reflexión?
crthompson
minutos