Естественные науки

Реально ли построить фотонный двигатель?

В теории реально построить фотонный парусник который будет разгонять мощный лазер.
Но вот только мощность лазера должна быть АСТРОНОМИЧЕСКОЙ чтоб разогнать такой аппарат до скорости даже 1% от скорости света.
Да и материал паруса-отражателя должен отражать в идеале 100% излучения, чтоб не расплавится и не испарится, пока таких материалов нет.
А о том как такой аппарат затем будет тормозить - я вообще молчу (
АМ
Алишер Махамбетов
5 674
Лучший ответ
Нереально.

Во-первых, давайте сразу договоримся, что речьНЕ ИДЁТ о солнечном парусе. Собсно, тут это уж еотметили. Поэтому по определению дудем считать, что имеется в виду двигатель, в котором реактивная масса полностью превращается в фотоны, то есть реализуется максимально возможная скорость её истечения.
Во-вторых, фотонный двигатель - это прежде всего зеркало. Иначе не создатьнаправленный поток фотонов, чтоб этот двигатель кого-то двигал. И вот на этом всё и заканчивается.
Полное превращение реактивной массы в энергию излучения - это аннигиляция. Даже если отвлечься от преблемы получения и хранения антивещества (в конце концов, это всего лиь вопрос времени и денег - антивещество УЖЕ ПОЛУЧАЛИ в лабораториях, поэтому ничего неовзможного тут нет) , то двигатель этот работать не будет - как раз потому, что для него невозможно сделать зеркала.

Вещество (или анти) - это прежде всего атомные ядра. Электроны и позитроны там - сущая вшивота. Сотые доли процента по массе. Значит, энергия выделяется именно при аннигиляции ядер - протонов и нейтронов. Но аннигиляция адронов рождает не кванты элеметромагнитного излучения, как дя электронов и позитронов, а пи-мезоны. Которые потом, правда, распадаются на электроны (позитроны) , гамма-кванты и нйтрино. От аннигиляции электронов и позитронов, как уже замечалось, толку мало в силу малости их массы. Так что львиная доля от аннигиляции ЯДЕР выделяется в виде нейтрино, с которых толку ноль, и жёстких гамма-квантов с энергией в единицы и десятки Мэв.
Ну и как прикажете делать ЗЕРКАЛО для такого излучения? ! Зеркало потому и зеркало, что размер шерозоватостей и неровностей на границе раздела много меньше длины волны. Обычная тарелка в антенне спутниковой связи - вовсе не зеркало для света, но прекрасно отражает сантиметровые волны. Для гамма-излучения, получающегося при аннигиляции, длина волны меньше размеров атомного ядра. То есть зеркала для такого излучения существовать не может в принципе. Вотпоэтому идея фотонного двигателя - чистой воды утопия. Детская мечта человечества, которой, увы, В ТАКОМ ВИДЕ сбыться не суждено.

Другое дело, что сделать фотонный движитель на принципе солнечного паруса, но с ВНУТРЕННЕМ источником энергии, не штука. Для этого всего-то и нужно, что преобразователь энергии в излучение с максимальным кпд. И такой преобразователь есть - это переходы Джозефсона. В них ВСЯ подводимая энергия, без потерь, преобразуется в излучение. Причём нормальное оптическое излучение, для которого не штука сделать зеркало. Так что остаётся пустячок - найти подходящий источник энергии...
Ольга Иванова Единственное известное мне реальное (в смысле - не фантастическое) предложение конструкции фотонного двигателя НЕ ПРЕДПОЛАГАЕТ зеркала - это ЛАЗЕР (см. работы Института прикладной химической физики РНЦ КИ)
Ольга Иванова И аннигиляции тоже не предполагает :-)
Не надо путать фотонный парус и фотонный двигатель. Фотонный двигатель - это реактивный двигатель на фотонной тяге. Вместо горючего и окислителя в нём должно использоватся вещество и антивещество. Проблема в получении и хранении большого количества антивещества. Вряд ли она когда-нибудь будет решена. В тоже время полёты в космосе на дальние и сверхдальние расстояния без такого двигателя невозможны.
К Б Реактивный двигатель на фотонной тяге! А уравнение реактивного движения? А? (формулу Циолковского никто не отменял). Масса на скорость. Скорость максимальная, масса нулевая! С*0=? Как Вы выберетесь из этого парадокса? По поводу - "вещество+антивещество=МС^2" суха теория мой друг, но....И проблема не в получении и хранении, а в переводе математики в инженерию. Сейчас мы не знаем как термояд использовать - поток нейтронов есть, а как его сьесть? Поэтому реален фотонный парус = ветровой двигатель (парус) Извините, наболело.
ато. Счас тут и построим. Только не скажем, как
пусть сначала научатся сосульки лазером сбивать
Dan Ulduzu
Dan Ulduzu
13 062
Китайцы, давно сделали - "Фотон" китайский грузовичек. В нем все китайское, и двигатель и есссно.
Таня Зюкина
Таня Зюкина
7 517
4 года назад мы попытались запустить т. н. "космический клипер", жаль, запутались тяги паруса (все таки 120 метров в диаметре) . Скоро попробуем второй вариант. Фотонный двигатель - в виде привычного принципа реактивного движения сейчас не рассматривается даже. Математически - да, можно. Практически - а как? А использовать солнечный "ветер" пытаемся уже 20 лет. Уверен, мои внуки будут летать на "Солнечных Клиперах". Давление света наш физик Лебедев открыл. Эт тоже фотонный двигатель, как Вы считаете?
Dik Bar4Uk
Dik Bar4Uk
2 539
Да, реально, ибо фотоны имеют массу, однако мощность двигателя будет небольшой.