Optikai meghajtási technológia

Több mint 20 évvel ezelőtt az Egyesült Államok elkezdte egy "Star Wars" néven kódolt rakétavédelmi rendszert kifejleszteni. A rendszert úgy tervezték, hogy nyomon kövesse a többi ország által lőtt rakétákat, és lézereket használjon lőni. Bár ezt a rendszert háborús célokra tervezték, a kutatók azt találták, hogy ezek a nagy teljesítményű lézerek sok más felhasználási területet tartalmaznak. Tény, hogy egy nap lézerek fogják használni az űrhajó pályára és más bolygókra.

Az emberek jelenleg ûrhajókat használnak a térbe való repülésre. Az ûrhajókat el kell indítani és fel kell emelni. Amellett, hogy tonna üzemanyagot telepítenek, két hatalmas rakétaerősítőt kell kötni. A lézerek lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy olyan könnyű űrhajókat dolgozzanak ki, amelyek nem igényelnek energiát. Maga a könnyű hajó motorként működik, és az üzemanyag könnyű - a világon a legelterjedtebb energia.

A könnyű propeller alapelve, hogy földi lézert használjon a levegő felmelegítésére, felrobbanására és az űrhajó meghajtására. Ha működik, a könnyű propeller nem csak több ezer alkalommal könnyebb, mint a kémiai rakétamotor, hanem több ezer alkalommal hatékonyabb. Ez nem okoz szennyezést. A HowStuffWorks ebben a cikkében meg fogjuk érteni a fejlett meghajtórendszer két változatát, amelyek közül az egyik mindössze öt és fél órát vesz fel minket a földről a holdra, míg a másik a "fényút" mentén halad. "Utazás a naprendszerhez.

A könnyű hajtású rakéta olyan sci-fi regényként űrhajónak hangzik, mint egy lézersugár. Kevés vagy kevés hajtóanyagot igényel, és szennyezésmentes. Ez hihetetlennek tűnik, mivel az emberek még nem fejlesztettek olyan felszerelést, amely hasonlít a földi földi vagy légi utazásokhoz. Bár ez a cél elérése 15-30 évig tart, a bareboats építésének elvét sokszor sikeresen tesztelték. A Lightcraft Technologies nevű vállalat tovább javítja a kutatásokat a Rensselaer Polytechnic Institute-től, Troy-ban, New York-ban.

A könnyű hajó alapvető elve nagyon egyszerű - a makk alakú repülőgép tükörrel rendelkezik, hogy fogadja és összpontosítsa az incidens lézersugarat a levegő felmelegítésére és felrobbanására, ezáltal a repülőgép meghajtására. Ennek a forradalmian új propulziós rendszernek az alapelemei az alábbiak:

Szén-dioxid lézerek - A Lightcraft Technologies a Pulsed Laser Damage Test System-et (PLVTS) használja, amely a Star Wars védelmi program terméke. A tesztlámpák jelenleg 10 kilowattos impulzus lézert használnak, amely szintén a világ egyik legnagyobb teljesítmény lézere.

Parabolikus tükör - Az űrhajó alja tükör, amely a lézersugarat a motorbevitelre vagy a fedélzeti hajtóanyagra összpontosítja. Van egy teleszkópszerű tükör, amely másodlagos szárazföldi távadóként működik a lézersugár vezetéséhez a könnyű hajóhoz.

Abszorpciós kamra - A beszívott levegőt bejuttatják az abszorpciós kamrába, és lézersugárral fűtik és bővítik a könnyű hajó meghajtására.

Fedélzeti hidrogén - Ha a légkör túl vékony ahhoz, hogy elég levegőt biztosítson, kis mennyiségű hidrogén hajtógáz szükséges a rakéta tolóerejének biztosításához.

Mielőtt a csónakázni indulna, sűrített levegő áramot adnak be, ami kb. 10 000 fordulat / perc sebességgel forog. Ez a forgatás szükséges a giroszkópos stabilizátorokhoz. Vegyük például az amerikai futballt: Annak érdekében, hogy pontosabban eljusson a labda, a középpályás labdázni fog. A forgatás alkalmazása erre a nagyon könnyű légi járműre lehetővé teszi, hogy stabilabbá tegye a levegőt.

Miután a könnyű hajó az optimális sebességgel forog, a lézer beindul, és a könnyű hajót a levegőbe nyomja. A 10 kW-os lézerimpulzus frekvenciája 25-28-szor / sec. Impulzusok kibocsátása esetén a lézer továbbra is felemeli a repülőgépet. A gerendát a repülőgép alján lévő parabola tükör fókuszálja, és a levegőt 9982-29982 ° C-ra melegíti, többszörösen magasabb a nap felszínénél. A levegő magas hőmérsékleten plazmaállapotra alakul át, majd a plazma robban és felfelé mozdítja a repülőgépbe.

A Lightcraft Technologies szponzorálta a FINDS (a korai repülést a NASA és az amerikai légierő finanszírozta), és több kísérletet végzett egy kis bareboat prototípuson a White Sands Missile Test Site-ben New Mexico-ban. 2000 októberében egy kis, 12,2 centiméteres átmérőjű és 50 grammos tömeg elérte a 71 méteres magasságot. A Lightcraft Technologies reméli, hogy 2001-ben több mint 150 méteres magasságot küldene a könnyű hajó prototípusának. Egy megawatt lézer szükséges ahhoz, hogy egy kilogramm műholdat küldjön az alacsony földi pályára. Bár a modell repülőgép alumíniumból készült, a végső standard könnyű hajó szilícium-karbidból készülhet.

A lézerfényes hajó is használható tükörrel, felszerelheti egy könnyű hajóba, és kivetíti a gerendás energiát az űrhajó előtt. A lézersugár által előidézett hő a levegő körmét képezve forgatja el a levegőt az űrhajó körül, ami csökkentheti az ellenállást és csökkenti a könnyű hajó által elnyelt hőt.

Jelenleg valaki mérlegel egy másik propulziós rendszert a könnyű hajókra, amely mikrohullámokat is tartalmaz. A mikrohullámú energia olcsóbb a lézerenergiánál, és könnyebb frissíteni nagyobb teljesítményre, de nagyobb átmérőjű űrhajókra van szüksége. Az ilyen típusú meghajtóhoz tervezett könnyű hajó inkább egy repülő csészealjnak néz ki (valójában a tudományos fantasztika valósággá válik). Ez a technológia hosszabb időt vesz igénybe, mint a lézerrel meghajtott könnyű hajók, de exoplanerekhez vezethet. A fejlesztők ezer ilyen könnyű hajó építését is tervezték, melyet egy orbitális erőműpark hajtott végre, és a hagyományos repülőgépeket cserélte.

A mikrohullámú könnyű hajók az űrhajókon kívül más energiaforrásokat is használnak. Lézeres hajtású meghajtórendszer esetén az energia a talajon található. A mikrohullámú meghajtó rendszer ellentétes. A mikrohullámú meghajtású űrhajók támaszkodnak a szoláris erőművek keringő erejére, hogy továbbadják. Az energia nem tolja el a könnyű hajót, de közelebb húzza.

A mikrohullámú könnyű hajó repüléséhez a tudósoknak először egy 1 km átmérőjű naperőművet kell elhelyezniük a pályán. Leik Myrabo, aki könnyű hajó kutatásokat folytat, úgy véli, hogy egy ilyen erőmű akár 20 gigawatt teljesítményt is képes létrehozni. Az erőmű 500 km-rel a Föld felett keringő pályán halad, és mikrohullámú energiát küld egy 20 méteres könnyű hajóba, amely képes 12 embert szállítani. A repülőgép tetejét több millió olyan kis antennával fedik le, amelyek a mikrohullámokat elektromos áramká alakítják. Csak két pályán, az erőmű képes lesz gyűjteni 1800 gigajoule of energia és szállít 4,3 gigawatt power a csupasz csónak a pályáján.

A mikrohullámú fénycsónak két erős mágnessel és három meghajtó motorral van ellátva. Amikor a csónakázó csónak felszáll, a napelemt használva feltölti a villamos energiát. Az áram ionizálja a levegőt, majd nyomja a légi járművet. A mikrohullámú fénycsónak a belső fényvisszaverőkkel együtt felmelegíti a környező levegőt, és áthalad a hanghatáron.

Miután felemelkedett egy bizonyos magasságra, a csónakot oldalra billentve elérte a szuperszonikus sebességet. Ezután a mikrohullámú teljesítmény fele tükröződik a könnyű hajó előtt, a levegőt felmelegíti és levegőszálakat képez, lehetővé téve az űrhajók számára, hogy 25-szer nagyobb sebességgel haladjanak át a levegőben, és keringenek a pályára. A repülőgép maximális sebessége a hangsebesség 50-szerese. A mikrohullámú teljesítmény másik fele a légi jármű vevőantennájává alakul át két elektromágneses motor meghajtására. A két motor felgyorsítja a slipstream (vagyis a levegő áramlik a repülőgép körül). A repülőgép felgyorsításával a légi jármű ellensúlyozhatja az összes hangsugárzást, és lehetővé teheti, hogy a könnyű hajó szuperszonikus sebességgel csendben repüljen.