Światło pada na przedmiot. Przekazuje energię. To także niesie ze sobą rozmach. Kiedy promieniowanie elektromagnetyczne uderza w powierzchnię, wytwarza fizyczną siłę popychającą. To jest ciśnienie promieniowania. Efekt jest zwykle znikomy. Promień światła pada na twoją dłoń, ale się nie porusza. Ale niezależnie od skali, prawa fizyki pozostają takie same.
Mechanizm jest prosty. Kiedy powierzchnia pochłania promieniowanie, pochłania również pęd. Ciśnienie jest równe prędkości transmisji impulsu. Efekt jest podwojony, gdy powierzchnia odbija światło. Fotony odbijają się. Zmieniają kierunek. Ta zmiana ruchu wytwarza dwukrotnie większą siłę. Wyobraź sobie, że rzucasz piłką tenisową w ścianę zamiast uderzać nią w ścianę. Odbicia mają większy wpływ.
Promieniowanie słoneczne to ciągły strumień fotonów. Światło słoneczne wytwarza niewielkie ciśnienie. Astronauci tego nie zauważają. Inżynierowie często ignorują to w standardowych obliczeniach. Ale w kosmosie panuje próżnia. Nie ma tarcia osłabiającego małe siły. Kumulacja wysiłków na przestrzeni wielu lat daje rezultaty już w kilku krokach.
Dzięki tej zasadzie możliwe są żagle słoneczne. Jest to teoretyczny system trakcji. Zastosowano duży arkusz odblaskowy. Te żagle łapią światło słoneczne. Ciśnienie popycha statek kosmiczny do przodu. Nie wymaga paliwa. Słońce zapewnia przyczepność. Obliczenia pokazują, że wystarczająco duży żagiel mógłby unieść statek kosmiczny przez cały Układ Słoneczny. Porusza się pod naporem światła gwiazd.
Dlaczego to jest ważne? Konwencjonalne rakiety przenoszą paliwo. Paliwo to ładunek. Przenoszenie paliwa oznacza przenoszenie większej ilości paliwa w celu podniesienia tego paliwa. To jest tyrania równania rakietowego. Żagle słoneczne omijają to ograniczenie. Zależą od niewyczerpanych zasobów. Mogą nadal przyspieszać. Pierwsze przejście zajmie trochę czasu. Jednak odległość jest nieskończona.
Ta koncepcja nie jest nowa. Johannes Kepler zaobserwował, że ogon komety skierowany jest w stronę od Słońca. Zasugerował obecność lekkiego nacisku. Okazało się, że miał rację. Współczesna fizyka to potwierdza. Presja jest prawdziwa. Można to zmierzyć. To po prostu słabe.
Technologia nadrabia zaległości. Nauka o materiałach posunęła się do przodu. Możesz sprawić, że żagle będą lżejsze. Możesz także sprawić, że będą większe. Im cieńszy materiał, tym lepszy efekt odbicia. Jest również lekki. Zwiększa się stosunek powierzchni do masy. To ważny wskaźnik. Im wyższy współczynnik, tym większe przyspieszenie.
Obecne projekty próbują swoich sił. Niektóre satelity używają małych żagli do kontrolowania położenia. Uzyskują orientację. Nie zmieniają znacząco orbity. Na razie. Trakcja na pełną skalę jest wciąż w fazie eksperymentalnej. Problem jest mechaniczny. Rozłożenie żagla wielkości boiska piłkarskiego w próżni kosmicznej jest trudne. Materiał musi wytrzymać promieniowanie. Nie powinny się rozrywać. Muszą pozostać refleksyjne.
Jeśli zostanie to rozwiązane, konsekwencje będą ogromne. Misje na planety zewnętrzne staną się możliwe. Czas podróży zostanie skrócony. Koszt maleje. Brak paliwa oznacza mniejszą masę startową. Możemy wysłać więcej masy do odległych światów. Można zwiedzić Pas Kuipera. Możliwe jest także opuszczenie Układu Słonecznego.
Słońce jest popychaczem. Wszystko zasilane jest światłem. Wszystko, co musisz zrobić, to mieć wystarczająco dużą rękę, aby ją chwycić.
