¿Puedo "virar" hacia un rayo láser desde el que estoy alimentando mi motor de iones 100% eficiente y sin masa?

Hasta donde yo sé, para la luz y las partículas teniendo en cuenta la relatividad especial:

mi 2 = ( T + metro 0 C 2 ) 2 = pag 2 C 2 + metro 0 2 C 4  (partículas) mi = pag C  (fotones) F = d pag d t ≠ metro a . †

Si tengo una botella de hidrógeno o xenón y un motor de iones sin masa y 100 % eficiente y convertidores de luz a electricidad, puedo acelerar para alejarme de un rayo láser absorbiendo su momento y usando su energía para acelerar los iones de vuelta hacia la fuente del rayo. láser.

Creo, pero no estoy seguro, que es difícil o imposible acelerar directamente hacia el haz porque 1) este comentario y 2) una cantidad dada de energía imparte más impulso a un fotón que a una partícula con masa en reposo distinta de cero metro 0 .

Preguntas:

  1. ¿Está bien? Incluso con convertidores de luz a energía y motores de iones 100% eficientes y sin masa, ¿nunca puedo acelerar directamente hacia un haz de luz?

  2. Si es así, para una energía de partícula dada T y masa de reposo metro 0 ¿Cuál es el ángulo más alto en el que puedo acelerar en el semiespacio (hemisferio) hacia el rayo láser, si lo hay? ¿O solo puedo acelerar hacia el medio espacio lejos de él?

† referencia

¡no hay problema! Lamentablemente, encuentro que la moderación aquí es bastante objetable, así que para evitar desperdiciar energía emocional en el futuro, eliminaré mi cuenta en este sitio; ha sido un honor :)
@MarcusMüller gracias por tu franqueza. Considero que la moderación aquí es excelente, incluso una moderación ejemplar de Stack Exchange , y totalmente adaptada a la dedicación del sitio de dar la bienvenida a los nuevos usuarios en equilibrio con mantener las cosas cordiales y centradas en la exploración de aspectos de la exploración espacial, así como en el espacio mismo.
@MarcusMüller Si cree que el sitio podría mejorarse, ¿por qué no expresar algo en meta? Cuando los humanos están involucrados, siempre hay margen de mejora,
el moderador en cuestión simplemente cambió la redacción de una pregunta, invalidando así claramente mi respuesta, luego, sin más que una advertencia, eliminó mi respuesta. Luego le pregunté en un comentario a la pregunta si, si no estaba tan seguro sobre el cambio como expresó, era una decisión de moderación cuidadosa eliminar mi respuesta en lugar de simplemente rechazarla. Y siguió borrando mis comentarios. Entonces, no, lo siento, no desperdicié ningún esfuerzo en eso: es el moderador elegido, no lo cambiaré, así que abandono esta comunidad :)
@MarcusMüller está bien, podría haber algunas consideraciones adicionales que saldrían a la luz en una metainteracción. Los moderadores trabajan en un espacio de información diferente y más grande y en un espacio de responsabilidad más amplio que el resto de nosotros. De todos modos, si tiene alguna idea sobre ¿ Las naves espaciales del espacio profundo siempre han usado alguna forma de espectro ensanchado para el enlace descendente de datos? antes de ir, sería genial escucharlos, todavía estoy confundido sobre la definición de qué modulaciones cuentan o no como "espectro ensanchado". Quizás sea más una cuestión de terminología...
Honestamente, estoy confundido, ¿esto es algo completamente diferente?
@MarcusMüller sí, es ortogonal en términos de tema. Me encontré con tu perfil ayer por primera vez y pensé "¡Oh, genial! ¡una persona de la radio!" por eso hice esta larga lista . Al día siguiente estás hablando de irte y estoy pensando "Oh, no, todas esas posibles respuestas están desapareciendo..." El tema del espectro ensanchado me ha estado desconcertando durante mucho tiempo y esperaba que pudieras deshacerte algo de luz sobre eso. Veo que el objetivo de SE es simplemente generar buenas respuestas, ¡y esta pregunta necesita una!
@MarcusMüller, pero también espero que sea una metáfora de SE en general y de este sitio también; aquí nada es perfecto porque está completamente abierto a internet y a un planeta lleno de gente heterogénea; cuando las cosas se sienten aún más imperfectas de lo habitual, siempre se puede pasar a la siguiente pregunta sin respuesta o, en mi caso, a escribir una :-)
@MarcusMüller oh, acabo de encontrar la página de la que estás hablando. Sí, esa eliminación repentina parece poco característica del sitio. Definitivamente no creo que valga la pena dejar el sitio, y creo que vale la pena explorarlo en meta. Si lo desea, puedo escribir una meta pregunta al respecto. Pero si "te enojaste y violaste los términos de compromiso (código de conducta)" será la respuesta, entonces así es exactamente como funciona SE ahora para adaptarse a estar abierto a todo Internet. Necesitamos permanecer cordiales en todo momento, a veces incluso en contra de nuestra voluntad. :-)
no enojado, simplemente no dispuesto a invertir esfuerzo

Respuestas (1)

Debido a que está utilizando combustible (masa de reacción), esto solo puede funcionar por un tiempo finito, pero debe ser posible por un tiempo. Podríamos imaginar que tenemos una nave "grande", por lo que la energía que obtenemos de la fuente imparte un impulso insignificante. Entonces podríamos usar esa energía para impulsarnos desde la mayor parte de la nave para acelerar hacia la fuente de energía. Hecho.

Pero también debería funcionar bien para configuraciones más realistas. Como ejemplo, asumo que la nave es lo suficientemente "grande" como para que el escape de xenón sea una fracción menor de la masa total.

Recibo 1MJ de fotones. ¿Con qué fuerza "empuja" el barco?

d pag = mi C = 0.0033 kg·m/s

Un motor puede generar una velocidad relativa con xenón de 20 km/s. La mayor parte de la energía irá al escape. ¿Cuánto xenón se puede acelerar a partir de esa energía con una eficiencia del 100 %?

metro = 2 mi v 2 = 0.005 kg
d pag = 0.005 kg   20 km/s = 100 kg·m/s

Como esto es más grande, podemos ir en cualquier dirección.

Los números no son exactos incluso con una eficiencia perfecta (el 100% de la energía no irá al escape, el motor no es impulsivo, por lo que algunas pérdidas con d pag , etc.) pero la diferencia cubre fácilmente esas advertencias.

¡Esto es hermoso! El impulso del fotón entrante es absolutamente trivial en comparación con lo que su energía puede usarse para impartir a la masa de reacción. Este resultado parece ser independiente de la masa de partículas individuales; los protones, los xenones o las canicas servirían si no importaran los aspectos prácticos. Sin embargo, si el voltaje máximo de aceleración importara, habría alguna preferencia.
¿Puedo "virar" hacia un rayo láser desde el que estoy alimentando mi motor de iones 100% eficiente y sin masa?
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