Естественные науки

За какое время световой парус, диаметром 100 метров и полезной нагрузкой в 100тонн, ускоряемый лазерным лучом ,мощностью

мощностью в один петаватт,
может совершить перелёт
от Меркурия к Плутону?
YB
Yerlan Bolysbek
71
Мда - 120 гигаватт на квадратный метр паруса - это перебор). Ну, допустим, там расчудесный отражатель 99,999...% на частоте лазера. В крайнем случае, увеличить парус при той же массе.
Сила тяги света - 2*мощность/скорость света. Для петаватта, соответственно (2*10^15)/(3*10^8) = 6,67*10^6 = 6,67 МН.
При тяге 6,67 меганьютона масса в 100 т будет разгоняться с ускорением 66,7 м/с^2.
Как раз неплохо - космонавты еще живы (наверное), а разгонный путь (и, соответственно, расхождение пучка лазера) еще минимален.
На пути в 5 млрд км (расхождением луча пренебрегаем, пусть там стоит фокусирующая линза-компенсатор) парус разгонится за время t=sqrt(2S/a) = 387 000 секунд (4 суток) до скорости 25 800 км/с (релятивистские эффекты не учитываю).

Дифракционное расхождение луча (к примеру, в зеленом свете) составит около 1,3 миллисекунды дуги, или примерно 30 км на дистанции 5 млрд км - без дополнительной фокусировки не полетит, нужно увеличивать апертуру.
СК
Сергей Кадочников
60 120
Лучший ответ
за пару литров
Он и без паруса этот перелет совершить может. Правда, время рассчитать сложно - оно сильно зависит от выбранного момента, т.к. обе планеты движутся и расстояние сильно меняется.
Анна Илюшина
Анна Илюшина
95 048
Петаватт?! :)) Мощность всех атомных электростанций мира в сумме в несколько тысяч раз меньше....
Школьная задача. Если надо - сам посчитаешь.
Тормозить-то как собираешься?
Yerlan Bolysbek Допустим, полёт в одну сторону без торможения.,
ты очень плохо знаешь физику.
Ирина Танина
Ирина Танина
11 711
Yerlan Bolysbek поэтому и спрашиваю
А посчитать слабО?

Парус диаметром 100 метров имеет площадь порядка 7800 квадратных метров. Округлим до 10 тысяч, или 10^4, для удобства счета.

Петаватт -- это 10^15 ватт.

Делим одно на другое. Получаем тепловую нагрузку 10^11 ватт на квадратный метр. Для сравнения: на орбите Земли тепловая нагрузка, создаваемая Солнцем -- порядка 10^3 ватт на квадратный метр.

Короче, никто никуда не полетит -- и парус, и полезная нагрузка быстро-быстро испарятся...
Сергей Орлов
Сергей Орлов
8 982

Похожие вопросы