Вполне возможно, солнечные паруса, которые уже сегодня полным ходом тестируются в космосе, получат управление, которое в ближайшем будущем позволит космическим кораблям передвигаться в пространстве звезд только благодаря Солнечной энергии.
Фотоны – световые кванты, создающие давление из света, когда отражаются от предмета. Поэтому, солнечный парус должен иметь максимальную отражательную способность, чтобы довести до максимума и давление. Но как управлять ими? И что, если фотоны не только отражаться от поверхности материала буду, но и пронизываться через него? В таком случае, угол, вот которым световой луч будет падать на материал, и выходить из него, будет выявлять направление движения материала, выяснил Гровер Шварцлендер из Рочестерского технологического университета города Нью-Йорк (the RIT). Вместе со своими коллегами он изобрел компьютерную модель «светового крыла», вычислил все необходимые характеристики и проверил свои работы в лаборатории. И объект взлетел!
В работе, которая была опубликована в журнале Nature Photonics, ученные описывают свои опыты с оптической силой подъема. Они сконструировали стержень с несколькими микрометрами из прозрачного пластикового материала. Круглый с одной стороны и плоский с другой, по форме он похож на крыло аэроплана. Они установили стержень в помещение с водой и осветили его дно ультрафиолетовым лазерным лучом. Как и предполагалось, стержень не только поднимался, но что куда важнее, двигался в направлении, перпендикулярном положению лазерного луча.
С симметричными микроскопическими сферами такой фокус получить невозможно. В случае аэродинамики, сила подъема образуется благодаря форме крыла, будь то Боинг или птица: движение воздуха проводит медленнее и при большем давлении, чем над крылом. Оптическая сила подъема образуется внутри прозрачного пластика, так как световой луч проходит через него и преломляется. Во время проведения эксперимента ученные выявили рекордные оптические углы подъема – примерно 60 градусов. Если бы вы попытались взлететь при таких условиях, то ваш желудок бы точно спустился в пятки, заметил Шварцлендер.
Следующий шаг – проверка подъемной силы в воздухе, применение материала с разными коэффициентами отражения и преломления, и свет с различной длинной волны.
Шварцлендер сообщает, что движением парусом можно будет полностью управлять при помощи 3D моделирования, если применить два поперечных набора стержней в форме полукруга. Правда, ведущий инженер недавно запущенного эксперимента NASA Дин Альхорн, утверждает, что солнечное освещение слишком слабое, чтобы можно было осуществить этот проект на практике.
Комментариев нет:
Отправить комментарий