Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть

Солнечный парус для космических кораблей

  • Array

Солнечный парус для космических кораблей.

Технология находится в процессе разработки!

 


Ознакомиться с концепциейНовинки технологийФорумТаблица Менделеева

 

Солнечный парус позволит совершать межпланетные перелеты, используя обычный солнечный свет. Он представляет собой конструкцию, призванную заменить типовые ракетные двигатели.

 

Солнечный парус, принцип работы

Преимущества использования солнечного паруса

Трудности реализации и недостатки солнечного паруса

 

Солнечный парус, принцип работы:

Солнечный парус (также называемый световым парусом или фотонным парусом) – приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.

Следует различать понятия «солнечный свет» (поток фотонов, именно он используется солнечным парусом) и «солнечный ветер» (поток элементарных частиц и ионов, который используется для полётов на электрическом парусе – другой разновидности космического паруса).

Принцип работы солнечного паруса основан на том, что частицы солнечного света – фотоны, наделенные свойствами одновременно и электромагнитной волны, и частицы, имеют импульс и передают его любой освещаемой поверхности, создавая давление.

Впервые данную идею предложил советский учёный и изобретатель Фридрих Цандер. В 1924 году он написал статью «Перелеты на другие планеты», в которой представил схему конструкции солнечного паруса. В свою очередь Ф. Цандер построил свою теорию на опытах русского физика-экспериментатора Петра Николаевича Лебедева, который впервые – в 1900 году измерил величину давления солнечного света.

Давление солнечного света относительно мало и уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. На Земной орбите оно составляет около 9·10−6 Н/м2. Поэтому для осуществления межпланетных перелетов площадь солнечного паруса должна составлять несколько квадратных километров.

По аналогии с обычными парусами на морских и речных кораблях возможно маневрирование и в космосе. Изменяя угол расположения конструкции, можно корректировать направление полета.

Предполагается, что космический аппарат, движимый солнечным парусом достаточного размера, может развить скорость примерно в одну десятую от световой.

Сам солнечный парус изготавливается из термостойкой полимерной плёнки толщиной не более нескольких микрометров. Из существующих вариантов самыми перспективными считаются каптон и майлар (лавсан, полиэтилентерефталат) – полимерные пленки с алюминиевым покрытием. Они выдерживают большие колебания температур. Например, каптон выдерживает колебания температуры  от -273 до +400 оС.

С учетом развития нанотехнологий и появления новых наноматериалов (графена, фуллерена, углеродных нанотрубок и пр.) толщина плёнки может быть существенно уменьшена, а ее прочность наоборот – существенно увеличена.

Первое развёртывание солнечного паруса в космосе было произведено на российском корабле «Прогресс М-15» 24 февраля 1993 года в рамках проекта «Знамя-2», а первым использовавшим космический парус как двигатель аппаратом стал японский IKAROS, который совершил свой полет в июне 2010 г.

 

Преимущества использования солнечного паруса:

– давление, создаваемое потоком солнечного света (фотонами), заставляет аппарат двигаться в сторону от Солнца, при этом не расходуется ракетное топливо или другое рабочее тело,

– солнечный парус может действовать в течение почти неограниченного периода времени, и совсем не требует расхода топлива или рабочего тела, и поэтому в некоторых случаях его использование может быть предпочтительно,

– отсутствие топлива на борту позволяет увеличить полезную нагрузку по сравнению с космическим кораблём на реактивном движении,

– солнечный свет – неиссякаемый источник энергии для солнечного паруса. Солнечный парус решает проблему невозможности дальних космических полетов при помощи летательных аппаратов, основанных на реактивном движении. Он позволяет выйти из данного технологического тупика.

 

Трудности реализации и недостатки солнечного паруса:

– так как давление солнечного света уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца, то и ускорение космического аппарата с солнечным парусом также уменьшается. Однако космическое пространство представляет собой вакуум, следовательно, в нем отсутствуют силы, замедляющие движение космического аппарата,

– за пределами Солнечной системы давление солнечного света равно нулю. И соответственно эффективность солнечного паруса за пределами Солнечной системы также приближается к нулю,

– солнечный парус имеет крайне низкую тягу,

– невозможность движения в обратном направлении – к Солнцу,

– для осуществления межпланетных перелетов площадь солнечного паруса должна составлять несколько квадратных километров.

 

© Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 



Ознакомиться с концепциейНовинки технологийФорумТаблица Менделеева



карта сайта

космический аппарат с солнечным парусом
как работает ооо солнечный парус скорость в космосе такси проект москва 2018 википедия материал
формула тяги солнечного паруса

 

comments powered by HyperComments