La luce colpisce l’oggetto. Trasferire energia. Porta anche slancio. Quando la radiazione elettromagnetica colpisce una superficie, crea una spinta fisica. Questa è la pressione di radiazione. L’effetto è solitamente trascurabile. Un raggio di luce splende sulla tua mano, ma non si muove. Ma indipendentemente dalla scala, si applica la fisica.
Il meccanismo è semplice. Quando una superficie assorbe la radiazione, assorbe anche la quantità di moto. La pressione è uguale alla velocità di trasferimento della quantità di moto. L’effetto è raddoppiato quando la superficie riflette la luce. I fotoni ritornano indietro. cambiano direzione. Questo cambiamento di movimento produce il doppio della forza. Considera l’idea di lanciare una pallina da tennis contro un muro invece di sbatterla contro il muro. I rimbalzi hanno un effetto maggiore.
La radiazione solare è una pioggia continua di fotoni. La luce solare non causa molta pressione. Gli astronauti non lo sanno. Gli ingegneri spesso lo ignorano nei calcoli standard. Ma lo spazio è vuoto. Non esiste attrito che indebolisca le piccole forze. L’accumulo di anni di sforzi si somma solo in pochi passaggi.
Questo principio rende possibili le vele solari. Questo è un sistema di propulsione teorico. Viene utilizzato un grande foglio riflettente. Queste vele catturano la luce del sole. La pressione spinge la navicella in avanti. Non è necessario alcun carburante. Il sole fornisce la spinta. I calcoli mostrano che una vela sufficientemente grande potrebbe trasportare un veicolo spaziale attraverso il sistema solare. Si muove sotto la pressione della luce delle stelle.
Perché è importante? I razzi convenzionali trasportano carburante. Il carburante è di qualità. Trasportare carburante significa trasportare più carburante per sollevarlo. Questa è la tirannia dell’equazione del razzo. Le vele solari aggirano questa limitazione. Dipendono da risorse infinite. Potrebbero continuare ad accelerare. Il primo trasferimento richiederà del tempo. Tuttavia la distanza è infinita.
Questo concetto non è nuovo. Giovanni Keplero osservò la coda della cometa puntata lontano dal Sole. Sospettava una leggera pressione. Ha ragione. La fisica moderna lo supporta. La pressione è reale. Questo può essere misurato. E’ semplicemente debole.
La tecnologia sta recuperando terreno. La scienza dei materiali ha fatto progressi. Puoi alleggerire le vele. Puoi anche renderlo più grande. Più sottile è il materiale, migliore è l’effetto riflettente. È anche leggero. Il rapporto tra superficie e massa aumenta. Questa è una metrica importante. Maggiore è il rapporto, maggiore è l’accelerazione.
I progetti in corso stanno tastando il terreno. Alcuni satelliti utilizzano piccole vele per il controllo dell’assetto. Sono orientati. Non cambiano l’orbita in modo significativo. Ancora. La propulsione su vasta scala è ancora in fase sperimentale. La sfida è meccanica. Stendere una vela grande quanto un campo da calcio nel vuoto dello spazio è difficile. Il materiale deve resistere alle radiazioni. Non devono strapparsi. Devono rimanere riflessivi.
Se risolto, l’impatto sarebbe enorme. Sono possibili missioni su pianeti esterni. Il tempo di viaggio è stato ridotto. I costi stanno scendendo. Nessun carburante significa un lancio più leggero. Possiamo inviare più massa verso mondi lontani. Puoi esplorare la cintura di Kuiper. È anche possibile uscire dal sistema solare.
Il sole è uno spintore. Tutto è alimentato dalla luce. Tutto quello che devi fare è rendere la tua mano abbastanza grande da afferrarlo.
