¿Pueden los humanos usar una matriz láser posicionada en el espacio enfocada en una vela duradera para obtener velocidades más cercanas a la velocidad de la luz usando pequeñas cámaras / sondas?

El 20% de C lo está presionando, no me haría ilusiones más que eso, ya que no hemos demostrado ni siquiera eso.

Las matrices de láser en el espacio son más realistas que lo que propone Starshot, lo que le doy cero posibilidades de trabajar en la atmósfera. Si bien una matriz láser en el espacio resuelve muchos problemas, también plantea dos problemas masivos que probablemente matarían la posibilidad. El primero es el poder y el segundo es la gestión térmica. No tenemos forma de poner tanta potencia en órbita ni forma práctica de evitar que se derrita la primera vez que lo usas.

Una lista de problemas compartidos entre el láser en órbita y el láser basado en tierra

  • Altas fuerzas g en la vela (30,000–60,000 g’s)
  • Dirección y estabilidad durante la aceleración.
  • Mantener la estabilidad dimensional del material de la vela bajo carga
  • Crear un reflector perfecto que pueda reflejar el 99.99999% de la energía de la luz del láser sin absorber más que esa pequeña fracción residual.
    • La tecnología objetivo es la meta de la meta de los materiales dieléctricos emparejados con frecuencia.
    • Debe ser capaz de manejar un cambio rojo de frecuencia del 20% en la aceleración, actualmente no es posible y un pedido difícil de completar.
  • Las cámaras pequeñas no funcionarán bien si es que lo hacen. Necesitas una óptica real con lentes grandes y espejos para hacer astronomía. No tengo idea de lo que la gente piensa aquí.
  • La comunicación a larga distancia es probablemente un tramo imposible en las configuraciones propuestas.
  • Todavía no puede reducir la velocidad o incluso dirigir la nave una vez que está fuera de alcance.

Digamos que una sonda [matemática] 0.1 \ textrm {-kg} [/ matemática] se acelera a aproximadamente [matemática] 10 \ \ textrm G [/ matemática], suponiendo que el haz de luz esté perfectamente enfocado y reflejado en la sonda , la potencia del haz debe ser

[matemáticas] \ qquad F = m_ {sonda} a = 2 {\ Delta p_ {fotones} \ over \ Delta t} = 2 {\ Delta {E_ {fotones} / c} \ over \ Delta t} = 2 {P_ {beam} \ over c} [/ math]

[matemáticas] \ qquad \ implica P_ {beam} = c \ cdot m_ {probe} a / 2 = 3 \ cdot 10 ^ 8 \ {\ textrm m \ over \ textrm s} \ cdot 0.1 \ \ textrm {kg} \ cdot 100 \ {\ textrm m \ over \ textrm s ^ 2} / 2 = 1.5 \ \ textrm {GW} [/ math]

Entonces, [math] 1.5 \ \ textrm {GW} [/ math] dirigido a, digamos, [math] 10 \ \ textrm {cm} \ times 10 \ \ textrm {cm} [/ math] vela ligera es un mucho y una vela real no puede reflejar toda esa energía, especialmente a intensidades más altas de la viga. Seguramente absorbería una cierta parte de esa energía como calor, por lo que es más probable que la sonda se derrita . Todas las preguntas técnicas sobre las sondas pueden resolverse, excepto esta, así que olvídate de esta buena idea.

Observe también que si la sonda alcanzara velocidades relativistas, el haz que la alcanza sería menos eficiente debido a los efectos Doppler relativistas.

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