Lightsail은 태양의 광자 샤워를 사용하여 공간 진공 청소기를 가로 질러 스스로를 밀어 넣는 새로운 추진 기술입니다. 이 매우 효율적이고 혁신적인 추진 방법은 광자 추진이라고합니다.
우주는 광대 한 장소이며 탐험 할 수없는 금액이 있습니다. 그러나 우주의 떠 다니는 거주지는 천문학적으로 서로 멀리 떨어져 있습니다. 최근 Voyager 1은 경이로운 것을 달성했습니다. 그것은 우리 태양계를 피했으며 이제는 지구에서 가장 먼 사람으로 만든 인공적인 대상으로 간주됩니다. i 1977 년에 지구를 떠났다!
화학 추진 시스템 또는 기존 로켓 연료는 다른 천체 시스템을 탐색하려는 의도가있을 때 비극적으로 연약하거나 시간이 많이 걸리는 문제가 분명해 보입니다. 이 전통적인 연료 공급원에 의해 생성 된 속도는 그리 멀지 않은 보폭에 대해 미미합니다.
가설 적으로, 플라이 비 프로브가 새로운 행성을 엿볼 수 있다면, 아마도 거주 할 수없는 새로운 행성을 엿볼 수 있다면, 행진에서 태양계의 경계를 가로 질러 Nothingness, 당연히 당황한 천문학 자들은 전용 프로브를 보내서 연구하려고 시도 할 것입니다. 그러나 평균 인간 수명의 절반 이상인 약 40 년 동안 우주선이 목적지에 도달하고 결과를 얻는 데 걸리는 우주선이 필요합니다. 호기심 많은 50 세의 천문학자가 인류의 전체 역사에서 가장 중요한 발견을 놓칠 수 있습니다.
우리는 새로운 것을 필요로합니다. 우주선이 현재 화성에 도달하는 데 약 300 일이 걸리면 새로운 기술은 3 일 안에 여행을 할 수 있다고 주장합니다! 이 기술은 혼란스럽게 연료를 태우지 않고, 끊임없이 공간의 진공을 가로 질러 스스로를 밀어 내기 위해 끊임없이 끊임없는 광자 샤워를 활용하기로 결정합니다. 이 매우 효율적이고 혁신적인 추진 방법을 광자 추진이라고합니다. 그러나 세부 사항에 들어가기 전에 거의 모든 사람들 이이 기술에 대해 묻는 기본적인 질문이 있습니다.
조명이 질량이 없을 때 프로브에 힘을 부여하는 방법
빛의 속도보다 더 빨리 이동할 수있는 것은 없습니다. 모든 물체의 속도에 대한이 제한은 질량에 의해 부과됩니다. 광자는 우주에서 가장 빠른 여행 개체입니다. 그러나 빛은 여전히 충분한 운동량을 가지고 있습니다. 태양에서 피부에 떨어지는 빛은 열과 운동량을 부여하여 원자를 방해하지만 변화는 너무 작아서 눈에 띄지 않습니다.
입자가 흩어져 있기 때문에 그 효과는 무시할 수 있습니다. 레이저의 간결하고 예리한 성격과 비교하십시오. 그 장기는 10 억 달러의 광자 클러스터가 단단히 함께 울려 퍼져 에너지와 모멘텀을 단일 지점에서 수렴하거나 집중시킨 결과입니다. 이와 같은 방사선에 대한 노출은 방사선 압력으로 알려진 수용자에게 압력 을가합니다.
따라서 태양에서 방사 된 눈부신 빛은 에너지와 운동량을 가질뿐만 아니라 그것을 전달하고 다른 물체를 압력으로 대체 할 수 있습니다.
Solar Sail
태양 광 돛은 고도로 반사적이고 초조하며 초현대적 인 재료로 구성되어있어 기본적으로 거대한 거울을 형성합니다. 시트는 일반적으로 알루미늄 또는 다른 적합한 플라스틱을 시작 제품으로 사용하여 만들어집니다. 공간의 무중력에서 방사선 압력은 힘으로 변환되며, 이는 항해의 표면적을 증가시켜 증가 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 태양 광 돛의 크기가 매우 크고 일반적으로 수천 평방 미터입니다.
어떻게 작동합니까?
그들의 기능은 정확히 그들의 이름이 제안한 것입니다. 광학 추진은 바다에서 보트가 하향 (거친 바람 방향으로)을 항해하는 방식과 매우 유사합니다. 보트는“바람을 잡는”항해를 사용하여 앞으로 밀려납니다. 마찬가지로, 광자 추진 시스템은“빛을 잡는”태양 항해가 필요합니다.
(사진 크레딧 :Pixabay &NASA)
들어오는 풍성한 광자는 돛 입자에 힘 을가합니다. 뉴턴의 3 차 운동 법칙에 정중하게 순종하는 입자들은 평등하고 반대의 힘을 되찾았다. 이것은 수영장 게임에서 8 볼을 치는 큐볼과 유사하므로, 둘 다 충돌 후 다른 방향으로 여행합니다. 그렇기 때문에 태양열 항해가 고도로 반사 된 재료로 구성된 이유입니다. 항해에 대한 단일 광자 사건이 흡수되지 않도록합니다.
.천문학 자들은 또한 고 에너지 레이저 소스를 사용하여 햇빛이 거리가 어두워 지거나 튼튼한 소행성 뒤에 움직일 때 프로브가 느려지는 것을 계획하고 있습니다. 레이저 소스는 지구 바로 위 또는 멀리 떨어진 행성의 궤도에 공중에 매달릴 수 있으며 횃불을 돛의 거부 표면에 직접 지적합니다.
.그러나 한 가지 제약 조건은이 소스 자체의 에너지 원입니다. 계산은 필요한 에너지가 오늘날 전 세계에서 사용하는 전력과 동일 할 수 있음을 보여줍니다! 또한 항해는 텍사스의 크기가되어야합니다!
(사진 크레딧 :Photon999 / Wikimedia Commons)
왜 화성에 도달하는 데 3 일 밖에 걸리지 않습니까?
충분한 시간이 주어지면, 태양 항해가 장착 된 우주선은 결국 기존 기술에 의해 추진 된 로켓에 비해 훨씬 빠른 속도로 가속화 될 것입니다. 속도는 빛의 속도의 30%에 도달하는 것으로 추정되었습니다. 이를 원근법으로 말하면 Voyager 1은 보편적 인 속도 한계의 0.0007%로 여행했습니다! 그것은 정말로 믿을 수없는 도약입니다.
너무 거대한 속도로 우주선의 취급에 의문을 제기 할 수 있습니다. 보트를 조종하는 열쇠는 비대칭 추력을 생성하는 것입니다. 과학자들은이 수수께끼의 장애물을 다루기위한 유사하게 독창적 인 해결책을 제시했습니다. 항해는 특정 지역에 적용될 때 어둡게함으로써 반사성을 죽일 수있는 전압으로 구동 될 수 있습니다. 그 시점에서, 빛을 반사하기보다는 그 지역들이 그것을 흡수 할 것입니다.
이것은 보트의 코스를 돌리기 위해 항해를 기울이는 인상을 제공 할 것입니다. 태양 광 돛은 말 그대로 프로브를 조종하기 위해 말 그대로 기울어 질 수 있지만 보트 마스트를 모방하는 몇 가지 추가 기계 구성 요소가 필요합니다.
Space Kites
광학 추진의 개념은 새로운 것이 아닙니다. 이 아이디어는 이미 1920 년대에 러시아 로켓 과학자들에 의해 이미 고안되었습니다. 그러나 우주선이 우주선이 지구 밖에서 탐험/연구 여행을 수행 해야하는 중장비와 통합 할 수 없었습니다. 추진력의 힘은 코스 내내 프로브를 움직이는 힘은 질량의 선형 기능입니다. 더 무거운 질량은 대체하기가 더 어렵습니다. 간단히 말해서, 가벼운 물체는 더 빨리 이동합니다.
그러나 반도체 기술의 출현과 전자 구성 요소의 소형화는 마침내이 아이디어를 입증했다. 전자 혁명으로 인해 광자에 의해서만 구동되는 프로브는 사진을 찍고 화학 성분을 연구하며 천상의 신체의 운동학에 대한 정보를 얻을 수있는 충분한 장비를 성공적으로 가지고 다닐 수 있습니다.
.구성 요소의 크기가 줄어들면 태양 돛의 크기가 더 합리적이며 일반적으로 거대하지 않습니다. 멀리서 뻗은 돛과 중간에 눈에 띄지 않는 상자가 있으면, 프로브는 빛나는 공간 연의 인상을 제공 할 수 있습니다.
(사진 크레딧 :STEEVVEN1 / WIKIMEDIA COMMONS)
2010 년 5 월, 일본 우주국은 외계 벤처를위한 태양 광 항해와 광자 추진의 타당성을 설명했습니다. 테스트 크래프트는 금성 프로브 아카츠키와 함께 타고 갔다. 이 공예는 태양의 방사선 (Ikaros)에 의해 가속화 된 연간 연장 (Ikaros)이라고 불리며 지구에서 430 만 마일 떨어진 곳에 프로브에 의해 우주로 방출되었습니다. 6 개월 후, 그것은 금성에 의해 성공적으로 날아 갔을 때 역사를 만들었습니다. 기념비적 인 위업에 부족한 것은 아니었다.
과학자들은 이제이 추진 모드를 사용하여 연료를 태우는 번거 로움없이 태양계에 가장 가까운 별 시스템 인 Alpha Centurai에 대한 임무와 같은 용기있는 여행을 시작할 계획입니다. 또한 전통적인 우주 여행의 점진적이고 지루한 상승과는 달리,이 우주들은 빛의 속도의 거의 1/3에서 움직일 것입니다.
항해는 연료를 사용하지 않기 때문에 태양이 빛나는 한 계속 추력 할 수 있습니다!
