Лазер будет подталкивает космический корабль
Лазерный луч доставит грузовой корабль к Марсу за 45 дней вместо полугода
Группа инженеров из США разработала технологию «космического парома» - грузового аппарата, который летит, подталкиваемый лучом инфракрасного лазера. Легкий и быстрый корабль может доставить тонну груза на орбиту Марса за 45 дней вместо полугода. Эту же технологию можно использовать и для полетов за пределы Солнечной системы.
В 2018 году NASA объявило конкурс на разработку космического аппарата, который сумеет доставить на Марс не менее 1000 кг груза не более чем за 45 дней. А также будет способен к более продолжительным полетам в Солнечной системе и за ее пределами. Инженеры из Университета Макгилла предложили концепцию лазерно-теплового движителя: массива инфракрасных лазеров диаметром 10 метров, каждый луч которого с длиной волны примерно один микрон, с общей мощностью 100 МВт. Груз, предварительно выведенный на орбиту Земли, снабжен отражателем, который направляет луч лазера с Земли в нагревательную камеру, содержащую водородную плазму.
Когда ядро плазмы нагревается до 40 000 градусов Кельвина, газ вокруг ядра достигает 10 000 К и, вырываясь из сопла, создает тягу, достаточную, чтобы толкать корабль. Такие толчки будут происходить с интервалом 58 минут. Это позволит кораблю разогнаться до 17 км/с. До лунной орбиты с такой скоростью можно добраться всего за восемь часов, а на подлете к Марсу через полтора месяца скорость будет все еще 16 км/с.
Вывести груз на 150-км орбиту Марса — более сложная задача, поскольку у предложенного корабля нет химического двигателя, как у ракет (иначе не получается взять необходимое количество груза). И пока обитатели Марса не построят аналогичную лазерную систему для ловли посылок с Земли, единственный способ — рискованный маневр аэродинамического захвата. В этом случае при спуске аппарат испытает нагрузку в 8g, а жар от трения будет выше, чем способны выдержать традиционные защитные материалы. Остается надеяться на те, что находятся в фазе разработки.
К преимуществам предложенной лазерно-тепловой системы можно отнести крайне выгодное отношение массы к энергии — в пределах 0,001–0,01 кг/кВт, лучше, чем у передовых атомных движителей благодаря тому факту, что источник энергии остается на Земле, а передаваемый поток обрабатывается надувным отражателем низкой массы, пояснили авторы идеи.
