레이저로 구동되는 광선돛은 우주 비행에 대한 가장 멋진 해답 중 하나입니다. 워프 드라이브만큼 공상 과학처럼 들리지는 않을 수도 있지만 이제는 실용성에도 의문이 제기되었습니다. 우주선은 광선돛을 사용하여 매우 얇은 반사 돛을 펼치고 연료에 의존하지 않고도 강력한 레이저를 통해 다른 별을 향해 밀어낼 수 있습니다.
이 기술은 간단하고 우아했습니다. 하지만 보기보다 더 복잡하다는 점만 빼면요. Harbin Institute of Technology의 연구원 Chao Shen과 Jiaze Li의 새로운 사전 인쇄물은 상대론적 광선 돛이 극도로 빠르게 움직이기 시작하면 숨겨진 추진 문제에 직면할 수 있음을 시사합니다.
빛 자체가 어떻게 문제가 되는지
이 논문은 라이트세일 추진력을 입사광, 정반사, 확산 산란이라는 세 가지 광자 구동 힘으로 나눕니다. 입사광은 들어오는 광자가 직접 밀어내는 것입니다. 정반사는 돛에서 깨끗하게 반사되는 광자에서 발생합니다. 확산 산란은 빛이 흡수되어 덜 규칙적인 방향으로 다시 방출될 때 발생합니다. 낮은 속도에서는 세 가지 모두 항해를 추진하는 데 도움이 될 수 있습니다.
그러나 문제는 광선 돛 우주선이 상대론적 속도에 도달할 때 발생합니다. 돛이 레이저에서 멀어지면 도플러 효과로 인해 들어오는 빛의 주파수가 감소합니다. 따라서 돛이 빨라짐에 따라 세 가지 구성 요소 모두의 추력이 떨어지기 시작합니다. 이상한 부분은 빛의 속도의 75%에 접근할 때 일어나는 일입니다. 이 시점에서 연구에서는 확산 산란이 약한 도우미에서 활성 항력으로 전환될 수 있다고 제안합니다. 레이저의 알짜 힘은 여전히 우주선을 앞으로 밀어내지만 효율성은 떨어집니다.
Lightsail Dream이 아직도 죽지 않은 이유
이것은 우리가 lightail 개념을 버려야 한다는 것을 의미하지 않습니다. 이 연구는 이론적이고 사전 인쇄본으로 출판되었으며 복사 역학에 중점을 두고 있습니다. 성간 먼지, 가스 항력, 빔 안정성 또는 돛이 변형되거나 녹지 않고 강력한 레이저에서 살아남을 수 있는지 여부를 포함하여 엔지니어가 해결해야 하는 다른 모든 악몽을 모델링하지는 않습니다.
성간 광선돛은 이미 공학적 문제로 가득 차 있습니다. 극한의 속도에서 빛이 어떻게 행동하는지 이해하는 것은 임무 설계자들에게 계획을 세우는데 또 다른 제약을 줍니다. 고급 재료와 광자 구조가 여전히 도움이 될 수 있습니다. 그러나 현재 성간 우주 여행 시대에는 아직 다듬어야 할 측면이 많이 있습니다.
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