Учёные нашли неожиданное препятствие для разгона светового паруса
Световой парус — большая отражающая конструкция, разгоняемая светом. Свет, предназначенный для толкания аппарата вперед, в определенных условиях может создавать тормозящее воздействие. Импульс падающего света вносит основной вклад в ускорение. Также на парус влияют зеркальное отражение фотонов и рассеянное излучение, когда свет поглощается и затем излучается в различных направлениях. На низких скоростях все эти процессы способствуют движению аппарата. При удалении от лазерного источника усиливается эффект Доплера: частота света, достигающего паруса, уменьшается. Это приводит к снижению тяги, создаваемой всеми видами взаимодействия фотонов с поверхностью. Чем выше скорость аппарата, тем сложнее лазеру поддерживать его разгон. После достижения примерно 75% скорости света релятивистская аберрация начинает играть значительную роль. Рассеянный свет для наблюдателя на Земле направляется вперед, в сторону движения паруса. Это создает силу, действующую в противоположном направлении, что превращает рассеянное излучение в тормозящий фактор. Хотя лазер продолжает разгонять аппарат, эффективность такой системы заметно снижается. Авторы исследования не учитывали столкновения с межзвездным газом и пылью, а также нагрев материала паруса мощным лазером. Для реальных аппаратов могут потребоваться специальные метаматериалы и фотонные кристаллы, способные выдерживать излучение и поддерживать устойчивое положение паруса в лазерном луче. Эту информацию сообщает сайт Togliatti24.
