Світло падає на об’єкт. Він передає енергію. Він також переносить імпульс. Коли електромагнітне випромінювання потрапляє на поверхню, воно створює фізичне зусилля, що штовхає. Це тиск випромінювання. Ефект зазвичай зневажливо малий. Промінь світла падає на вашу руку, але вона не рухається. Але незалежно від масштабу закони фізики залишаються незмінними.
Механізм простий. Коли поверхня поглинає випромінювання, вона також поглинає імпульс. Тиск дорівнює швидкості передачі імпульсу. Ефект подвоюється, коли поверхня відбиває світло. Фотони відскакують назад. Вони змінюють напрямок. Ця зміна руху створює силу вдвічі більшу. Уявіть, що ви кидаєте тенісний м’яч у стіну, versus втискаєте його у стіну. Відскоки мають більший вплив.
Випромінювання Сонця – це безперервний потік фотонів. Сонячне світло створює незначний тиск. Астронавти цього не помічають. Інженери часто ігнорують це у стандартних розрахунках. Але у космосі вакуум. Немає тертя, яке б послаблювало малі сили. Накопичення зусиль протягом багатьох років дає результат лише за кілька кроків.
Цей принцип уможливлює сонячні вітрила. Це теоретична система тяги. Використовується велике відбивне полотно. Ці вітрила вловлюють сонячне світло. Тиск штовхає космічний апарат уперед. Паливо не потрібне. Сонце забезпечує тягу. Розрахунки показують, що досить велике вітрило міг би доставити космічний апарат через всю Сонячну систему. Він рухається під тиском зоряного світла.
Чому це важливо? Звичайні ракети несуть паливо. Паливо – це вантаж. Носити паливо означає нести більше палива, щоб підняти це паливо. Це тиранія ракетного рівняння. Сонячні вітрила оминають це обмеження. Вони залежить від невичерпних ресурсів. Вони можуть прискорюватися. Перший перехід займе деякий час. Проте відстань нескінченна.
Ця концепція не нова. Йоган Кеплер спостерігав, як хвіст комети спрямований від Сонця. Він припустив наявність тиску світла. Він мав рацію. Сучасна фізика підтверджує це. Тиск реальний. Його можна виміряти. Воно просто слабке.
Технології наздоганяють. Наука про матеріали просунулася. Ви можете зробити вітрила легше. Ви також можете зробити їх більше. Чим тонший матеріал, тим краще ефект відбиття. Він також легкий. Співвідношення площі поверхні до маси зростає. Це є важливим показником. Що співвідношення, то вище прискорення.
Поточні проекти пробують сили. Деякі супутники використовують невеликі вітрила для керування орієнтацією. Вони орієнтуються. Вони значно не змінюють орбіту. Поки що. Повномасштабний потяг все ще знаходиться на експериментальній стадії. Проблема механічна. Поширити вітрило розміром із футбольне поле у вакуумі космосу складно. Матеріал повинен витримувати радіацію. Вони не мають рватися. Вони повинні залишатися відбиваючими.
Якщо це буде вирішено, наслідки будуть величезними. Чи стануть можливими місії до зовнішніх планет. Час у дорозі скоротиться. Вартість знижується. Відсутність палива означає меншу масу під час запуску. Ми можемо відправити більше маси до далеких світів. Можна вивчити пояс Койпера. Також можна залишити Сонячну систему.
Сонце – це штовхач. Все живиться світлом. Все, що вам потрібно зробити, це зробити вашу руку досить великий, щоб схопити його.
