Лазерные движители (для полета в космос)

Новые эксперименты по лазерной тяге показывают, как можно построить гиперзвуковой самолёт и поднять лучом космический корабль на орбиту Земли.

В самом деле, «революция светокораблей» может заменить современные коммерческие путешествия на реактивных самолётах. Пассажиры могли бы быть переброшены с одной стороны планеты на другую за менее, чем час – как раз достаточное время, что бы открыть эти не пробивные пакетики с арахисом. Более того, тяга на излучаемой энергии может сделать полёт на орбиту лёгким, а не трудным и опасным.

В это верит Лик Мурабо (Leik Myrabo), профессор прикладной механики Ренсселаерского (Rensselaer) Политехнического Института в Трое (Troy), Нью-Йорк. Он эксперт по управляемым энергетическим приложениям, аэрокосмическим системам, космическим энергоустановкам и перспективным видам тяги.

Жгучим желанием Мурабо, последние три десятилетия, было создать и продемонстрировать жизнеспособную концепцию нехимической тяги для будущих летательных экипажей - своими исследованиями с компанией Lightcraft Technologies, Inc., из Беннингтона (Bennington), Вермонт.

«Обычно, для новой технологии тяги необходимо 25 лет, что бы созреть … до момента, когда вы сможете применить её. Да, сейчас как раз это время», сказал Мурабо SPACE.com


Реальное железо … реальная физика


Наиболее выдающаяся новость в тяге на излучаемой энергии, это то, что эксперимент сейчас проходит в Лаборатории гиперзвука и аэронавтики имени Генри Т. Нагамацу (Henry T. Nagamatsu) в IEAv-CTA в Сан-Жозе-дус-Кампус (Sao Jose dos Campos), Бразилия.

Работа финансируется согласно условий международного сотрудничества Управлением научных исследований ВВС США и ВВС Бразилии.

Базовые исследовательские эксперименты используют имеющиеся в Бразилии мощные лазеры, где эксперты исследуют основы физики нагретых лазером воздушных струй и лазерные пульсирующие двигатели для будущих ультраэнергетичных кораблей.

В бразильской лаборатории гиперзвуковой ударный туннель связан с двумя пульсирующими инфракрасными лазерами пиковой мощностью достигающей порядка гигаватта - на сегодня, это наибольшей мощности основанный на лазерной тяге эксперимент, поясняет Мурабо.

«В лаборатории мы проводим испытание полноразмерных двигателей, которые должны революционизировать доступ в касмос», Мурабо подчёркивает: «Это реальные изделия. Это реальная физика. Мы получаем реальные данные … и это не исследования на бумаге».

«Прямо сейчас мы получаем данные», объясняет Мурабо. «Когда вы запускаете двигатель, это настоящий грохот. Звук, как будто стреляют из ружья внутри лаборатории. Это действительно громко».

Эксперименты по лазерной тяге, добавляет Мурабо, так же имеют отношение к запуску наноспутников (весом от 1 до 10 килограмм) и микроспутников (от 10 до 100 килограмм) на низкую околоземную орбиту.


Магистрали света


Создание и полёты «магистралями света» для Мурабо было методичной, шаг за шагом работой.

Ещё в 1996 и по 1999, он запускал прототипы Светокораблей с помощью 10 киловатного инфракрасного лазера на ракетном полигоне в Уайт Сэндс (White Sands Missile Range), Нью-Мехико. В 2000 – спонсируемый грантом своей компании – он установил мировой рекорд высоты, свыше 230 футов (71 метр) для поднимаемых лазером моделей в свободном полёте.

Мурабо в соавторстве с Джоном Левисом (John Lewis) в своей новой книге «Настольная книга по Светокораблю, LTI-20», которая недавно опубликована издательством Апогей (Apogee), так поясняет своё стремление к не дорогому, безопасному доступу в космос с помощью движимого излучением Светокорабля.

«Касательно физики высокоэнергетичного, с помощью излучаемой энергии, движения через атмосферу … не много опыта имеется в мире, что бы сделать такие вещи реальными. Это полностью за пределами обыденности». объясняет Мурабо. «Я работал над этим 30 лет. Я знаю, как это сделать».

Как объясняет Мурабо, десятилетиями, физики - занимавшиеся лазерной тягой - мечтали достичь стоимости два доллара за ватт лазерной энергии. «Мы это достигли. Сейчас это вопрос воли и того, хотим ли мы это сделать. Эта технология сейчас в пределах коммерческой досягаемости».


Леонард Давид пишет о космической индустрии более четырёх десятилетий. В прошлом Главный редактор Национального космического общества Ad Astra и журнала «Космический Мир» (Space World), для SPACE.com пишет с 1999 года.



Оригинал публикации: http://www.space.com/businesstechnology/090729-tw-laser-lightcraft.html#comments

К данной статье существует хороший (стоит посмотреть, поверьте) фильм о проводимых экспериментах по лазерной тяге (на английском языке).
http://www.space.com/common/media/video ... LightCraft

Правда, там показаны эксперименты с 10 кВт. лазером, а не с гигаваттным (1 гигаватт это в 100000 раз мощнее, чем 10 кВт ), но всё же очень интересно ...

Суть физики полёта заключается в том, что пульсирующий луч лазера отображаясь от зеркала фокусируется в точках ниже ракеты и нагревает воздух до температуры в 10 - 30 тысяч градусов, это приводит к его взрывному расширению и движению модели вперёд. Перед запуском модель раскручивают сжатым воздухом до 1000 оборотов в минуту, с целью её стабилизации в полёте. В самом верху, перед моделью, на подъёмном кране располагают защитный экран от излучения, так как лазер настолько мощный, что может повредить какой-нибудь пролетающий спутник. Использование данной технологии может обеспечить экономию горючего используемого для запуска американских космических челноков в десять раз!

В конце фильма показан полёт корабля, который движется от энергии микроволнового излучения со спутника, причём перед кораблём по ходу движения создаётся вакуумный тунель в атмосфере Земли. Это также, вполне реальная технология недалёкого будущего, которая сейчас разрабатывается в НАСА.

 

http://www.youtube.com/watch?v=LAdj6vpY ... -fresh+div хотеле в перед тему замутить но уже зделали чтож гляньте че по ссылке!

 

супер

 

Хм... где бы взять диодик на 10 кВт?)

 

Создан экспериментальный образец ЛРД, мною получена тяга 2 грамма на жидком топливе и 4,9 грамма на твердом топливе.

 

Вообще то в КГТУ я и мой научный руководитель и ведем эти разработки

 

Да, мы , все что касается блоков питания и лазеров это все мы оформляли и до сих пор оформляем.

 

Да получена очень хорошая тяга, сколько точно пока говорить не буду, а то с работы уволят.

 

Ну суть немного сложнее чем ты изложил, там ноухао есть свои. Почитай Апполонова Тищенко и кое что станет понятно. А лучше такие вопросы в личку пиши или на мой емейл. Используем разные лазеры СО2 лазер, твердотельные импульсные лазеры, сейчас на волоконных лазерах работаем.

 

Вот экспериментальный ЛРД на жидком топливе, отчетливо видна ионизованная струя газов из сопла.

 

вот экспериментальный ЛРД на аргоне, отчетливо виден разряд обдуваемый потоком аргона

 

Да, наиболее лучшим является водород, на нем по расчетным данным получается скорость истечения 10 000 м/с. Вот мы хотим испытания с водородом провезти.

 

То же где то в районе 10 000 м/с. Испытания проводятся в атмосфере, но я уже баракамеру заказал. У плазменных двигателей большие скорости истечения, но маленькие величины тяги не превышающие несколько десятков мН. У ЛРД очень хорошея цена тяги и удельный импульс, а главное преимущество перед другими типами двигателей является то, что тяга формируется за счет удаленного источника энергии, т. е. на борту аппарата нет источника энергии и на этапе запуска нет топлива, только полезный вес. КПД у ЛРД находится в середине, т.е. у меня по расчетным данным, которые я делал для свое бакалаврской КПД составляет 49%, по результатам огневых испытаний КПД получился 50%.