Als ich mit meinem Sohn etwas über Sonnensegel recherchierte, stießen wir auf diesen Artikel , der behauptet (auf Seite 3 ):
Sie fragen sich vielleicht, was passiert, wenn sich das Raumschiff weit entfernt vom Sonnenlicht befindet. Ein Bordlaser könnte den nötigen Vortrieb für die Segel übernehmen.
Verstößt das nicht gegen eine Art physikalisches Erhaltungsgesetz? Es scheint ein bisschen so, als würde man das Segel des Bootes anblasen, in dem man sich befand. Man wird genauso weit nach hinten geschoben, wie das Boot nach vorne geschoben wurde.
Ist so etwas möglich?
Kann ein Bordlaser ein Sonnensegel antreiben?
Theoretisch ein winziges, winziges, winziges bisschen. In der Praxis nein. Sie wären besser dran ohne das Segel und den Laser nach hinten zu richten, aber Sie wären ohne den Laser noch viel besser dran.
Achtung: Es folgt Sarkasmus.
Ein Ein-Komma-Einundzwanzig-Gigawatt-Laser würde eine dürftige Schubkraft von vier Newton liefern . Es gibt keinen Dauerstrich-Gigawattlaser; wir brauchen ungefähr tausend eins Komma einundzwanzig Megawatt Laser (es gibt sie auch nicht). Laser sind nicht gerade effizient; Ich bin sehr großzügig und gehe von einem Wirkungsgrad von 25 % aus. Alles, was wir brauchen, sind vier Mr. Fusions und voila! unsere Tausend-Laser-Farm hat Power. Wenn man noch großzügiger ist und davon ausgeht, dass jeder unserer nicht existierenden Megawattlaser eine Tonne wiegt, ist das eine Beschleunigung von 4 Mikrometern/Sekunde 2 . (Das ist eine mikroskopisch kleine Beschleunigung.)
Da Mr. Fusion nicht existiert, brauchen wir eine andere Energiequelle. Mr. Fusion war nett und kompakt. Der größte Kernreaktor der Welt, das Kernkraftwerk Kashiwazaki-Kariwa, hatte eine Nennleistung von 8,21 Gigawatt, zwei mehr als wir brauchen. Da Japan seine Kernreaktoren nicht mehr will, müssen wir diese Anlage nur noch für den Einsatz im Weltraum verpacken. Ein kleines Problem: Die extreme Masse wird unsere ohnehin dürftigen 4 Mikrometer pro Sekunde noch um 2 Größenordnungen kleiner machen.
Da Mr. Fusion nicht existiert und Kernreaktoren eine lausige Energiequelle für einen weltraumgestützten Laser sind, könnten vielleicht Solaranlagen (sehr, sehr große Solaranlagen) funktionieren? Die Antwort ist nein, das werden sie nicht. Jetzt stecken wir mit genau dem gleichen Problem fest, das Sonnensegel nach etwa fünf AE ziemlich nutzlos macht.
Fazit: Ohne den Laser wärst du viel besser dran.
Was ist mit der in Prospective of Photon Propulsion for Interstellar Flight aufgeworfenen Idee , auf die in einem Kommentar zu der Frage hingewiesen wurde?
Beachten Sie sehr gut: Dieser Laser ist nicht am Fahrzeug montiert. Selbst der Autor dieses Konferenzbeitrags weiß, dass die Montage des Lasers auf dem Raumschiff eine reine Verrücktheit ist. Was er nicht weiß, ist, dass auch seine Idee pure Verrücktheit ist.
Seine Idee basiert auf dem Konferenzbeitrag von 2001 Metzger und Landis (2001) „Multi-bounce laser-based sails“, Space Technology and Applications International Forum-2001 , Vol. 552:1 . Dieses Papier wurde seit 2001 insgesamt sieben Mal zitiert, wobei sechs dieser Zitate vom Autor des betreffenden Papiers stammen.
Die Grundidee besteht darin, eine feste Laserquelle wie auf dem Mond zu haben und einen Spiegel an der Laserquelle und einen Spiegel am Raumfahrzeug zu haben. Der Laser trifft auf den Spiegel des Raumfahrzeugs, prallt direkt auf den Quellspiegel zurück, der wiederum direkt auf den Spiegel des Raumfahrzeugs zurückprallt, und so weiter, tausendmal.
Diese Idee ist völlig losgelöst von der Realität. Dies stellt Anforderungen an die Zielgenauigkeit des Raumfahrzeugs, die das Zielen des Hubble-Weltraumteleskops absolut amateurhaft aussehen lassen. Dies stellt Anforderungen an Ebenheit und Reflexionsvermögen an die Spiegel, die weit, weit über unseren Träumen von Mr. Fusion liegen.
Und schließlich, wenn diese Idee wie durch ein Wunder funktioniert, wollen Sie dann wirklich das Äquivalent von einem Komma einundzwanzig Terawatt Laserleistung empfangen?
Wenn das Segel ein Spiegel ist (was Sie erwarten würden), ist es dasselbe, als ob Sie den Laser nach hinten richten würden, wie ein Raketentriebwerk. Das Segel braucht man nicht.
Wenn sich der Laser jedoch in einer festen Position befindet und um Masse zu sparen, indem unnötige Ausrüstung vermieden wird, kann das Segel als Spiegel verwendet werden, um die Laserenergie zu lenken und die Flugbahn zu ändern.
Übrigens würde das Anblasen eines Segels gut funktionieren, wenn das Segel ein "Windspiegel" wäre und sich die Energie nicht in Turbulenzen auflöst. Es wäre, als würde man durch ein Rohr blasen, das die Luft nach hinten leitet. Wenn die Luft direkt auf Sie zurückprallen würde, gäbe es kein Netzwerk.
blowing on a sail would work fine if the sail were a "wind mirror". Ein gutes Beispiel ist zwar der Schubumkehrer in einem Flugzeug.
it is the same as if you pointed the laser to the rearDies hat es für mich entschieden. @mins bedeutet dies, dass ein Sonnenproton den doppelten Schub geben würde. Wirkung und Reflexion?
crthompson
Min