Προώθηση με λέιζερ

Η πρόωση με λέιζερ είναι μια μορφή πρόωσης με δέσμη, όπου η πηγή ενέργειας είναι ένα απομακρυσμένο (συνήθως επίγειο) σύστημα λέιζερ και χωριστά από τη μάζα της αντίδρασης. Αυτή η μορφή πρόωσης διαφέρει από έναν συμβατικό χημικό πύραυλο όπου τόσο η ενέργεια όσο και η μάζα αντίδρασης προέρχονται από τα στερεά ή υγρά προωθητικά που μεταφέρονται στο όχημα.
μικρογραφία|300x300εσ| Ένα σύστημα εκτόξευσης λέιζερ Heat Exchanger Thruster

 Ιστιοφόρο με ώθηση λέιζερ 
Τα ιστιοφόρα που ωθούνται με λέιζερ είναι παραδείγματα πρόωσης που κινούνται με δέσμη .

Ένα ιστιοφόρο φωτονίων που ωθείται με λέιζερ είναι ένα λεπτό ανακλαστικό ιστιοφόρο παρόμοιο με ένα ηλιακό ιστιοφόρο, στο οποίο το πανί ωθείται από λέιζερ και όχι από τον ήλιο. Το πλεονέκτημα της πρόωσης με ιστιοφόρο φωτονίων είναι ότι το όχημα δεν φέρει ούτε την πηγή ενέργειας ούτε τη μάζα αντίδρασης για την πρόωση, και ως εκ τούτου αποφεύγονται οι περιορισμοί της εξίσωσης πυραύλων Tsiolkovsky για την επίτευξη υψηλών ταχυτήτων. Η χρήση ενός ιστιοφόρου φωτονίων με ώθηση με λέιζερ προτάθηκε αρχικά από τον Μαρξ το 1966, G. Marx, "Interstellar Vehicle Propelled by Laser Beam," Nature, Vol. 211, July 1966, pp. 22-23. ως μέθοδος διαστρικού ταξιδιού που θα απέφευγε τις εξαιρετικά υψηλές αναλογίες μάζας μη μεταφέροντας καύσιμα και αναλύθηκε λεπτομερώς από τον φυσικό Robert L. Forward το 1989 R. L. Forward, "Roundtrip Interstellar Travel Using Laser-Pushed lightsails," J. Spacecraft and Rockets, Vol. 21, pp 187-195 (Mar-Apr. 1989) Περαιτέρω ανάλυση της έννοιας έγινε από τους Landis, G. A. Landis, "Optics and Materials Considerations for a Laser-Propelled Lightsail", paper IAA-89-664 (text) G. A. Landis, "Small Laser-Pushed Lightsail Interstellar Probe: A Study of Parameter Variations", J. British Interplanetary Society, Vol. 50, No. 4, pp. 149-154 (1997); Paper IAA-95-4.1.1.02, Mallove και Matloff,  Andrews D. G. Andrews, "Cost Considerations for Interstellar Missions," paper IAA-93-706 και άλλους.

 Ανακύκλωση φωτονίων 
Οι Metzgar και Landis πρότειναν μια παραλλαγή στο ιστιοφόρο φωτονίων που ωθείται με λέιζερ, στην οποία τα φωτόνια που αντανακλώνται από το ιστιοφόρο φωτονίων επαναχρησιμοποιούνται αντανακλώντας τα πίσω στο πανί μέσω ενός ακίνητου καθρέφτη. ένα «ιστίο με βάση λέιζερ πολλαπλής αναπήδησης».  Αυτό ενισχύει τη δύναμη που παράγεται από την ανακύκλωση των φωτονίων, με αποτέλεσμα σημαντικά υψηλότερη δύναμη που παράγεται από την ίδια ισχύ λέιζερ. Υπάρχει επίσης μια διαμόρφωση ιστιοφόρου φωτονίων πολλαπλής αναπήδησης που χρησιμοποιεί έναν μεγάλο φακό Fresnel γύρω από ένα σύστημα παραγωγής λέιζερ. Σε αυτή τη διαμόρφωση, το λέιζερ εκπέμπει φως σε ένα πανί ανιχνευτή επιταχύνοντας το προς τα έξω, το οποίο στη συνέχεια αντανακλάται πίσω μέσω του φακού Fresnel για να αντανακλάται από έναν μεγαλύτερο, πιο μαζικό καθετήρα ανακλαστήρα που πηγαίνει προς την άλλη κατεύθυνση. Το φως του λέιζερ ανακλάται πολλές φορές εμπρός και πίσω βελτιώνοντας τη δύναμη που μεταδίδεται, αλλά επιτρέπει στον μεγάλο φακό να παραμείνει σε πιο σταθερή θέση, καθώς δεν επηρεάζεται πολύ από την ορμή των φώτων λέιζερ.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Αναδυόμενες τεχνολογίες