Πώς θα μπορούσαν να παραμείνουν σταθερά τα φώτα που οδηγούνται από το λέιζερ;

Τα φώτα που καθοδηγούνται με λέιζερ είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την πρόωση του χώρου, αλλά υπάρχουν προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν πριν να είναι πρακτικές. Μία από τις προκλήσεις είναι η διασφάλιση της σταθερότητας του Lightsail.

Το Lightail είναι ένα λεπτό, ανακλαστικό υλικό που προωθείται από τη δυναμική των φωτονίων από το λέιζερ. Τα φωτόνια ασκούν μια δύναμη στο πανί, που την προκαλεί να επιταχύνει. Ωστόσο, η δύναμη από το λέιζερ δεν είναι σταθερή. Διαφέρει ανάλογα με την απόσταση μεταξύ του λέιζερ και του πανιού και η γωνία με την οποία το λέιζερ χτυπά το πανί. Αυτό μπορεί να προκαλέσει την ταλάντευση του πανιού ή ακόμα και να αναστρέψει, γεγονός που θα μειώσει την αποτελεσματικότητά του ή θα βλάψει το πανί.

Υπάρχουν διάφοροι πιθανοί τρόποι σταθεροποίησης ενός φώτων με λέιζερ. Μια προσέγγιση είναι να χρησιμοποιήσετε ένα σύστημα ελέγχου ανάδρασης. Αυτό το σύστημα θα μετρούσε τη θέση και την ταχύτητα του πανιού και στη συνέχεια θα προσαρμόσει την ισχύ και την κατεύθυνση του λέιζερ για να διατηρήσει το ιστιοφόρο σταθερό. Μια άλλη προσέγγιση είναι η χρήση ενός πιο σύνθετου σχεδιασμού πανιών. Για παράδειγμα, ένα πανί θα μπορούσε να γίνει με πολλαπλά στρώματα υλικού ή με καμπύλη επιφάνεια. Αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των επιπτώσεων της ποικίλης δύναμης από το λέιζερ.

Οι ερευνητές εργάζονται σε ποικίλες προσεγγίσεις για τη σταθεροποίηση των φώτων με λέιζερ. Αυτές οι προόδους θα είναι κρίσιμες για την ανάπτυξη αυτής της υποσχόμενης τεχνολογίας.

Ακολουθούν ορισμένοι συγκεκριμένοι τρόποι με τους οποίους θα μπορούσαν να παραμείνουν σταθεροί:

* Χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ελέγχου ανάδρασης: Αυτό το σύστημα θα μετρούσε τη θέση και την ταχύτητα του πανιού και στη συνέχεια θα προσαρμόσει την ισχύ και την κατεύθυνση του λέιζερ για να διατηρήσει το ιστιοφόρο σταθερό. Το σύστημα ελέγχου ανάδρασης θα μπορούσε να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας μια ποικιλία αισθητήρων και ενεργοποιητών. Για παράδειγμα, η θέση του πανιού θα μπορούσε να μετρηθεί χρησιμοποιώντας μια κάμερα και η ισχύς και η κατεύθυνση του λέιζερ θα μπορούσαν να ρυθμιστούν χρησιμοποιώντας έναν κινητό καθρέφτη.

* Χρησιμοποιώντας ένα πιο περίπλοκο σχέδιο πανί: Ένας πιο σύνθετος σχεδιασμός πανιών θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των επιπτώσεων της μεταβαλλόμενης δύναμης από το λέιζερ. Για παράδειγμα, ένα πανί θα μπορούσε να γίνει με πολλαπλά στρώματα υλικού ή με καμπύλη επιφάνεια. Ένα πανί με πολλαπλά στρώματα υλικού θα ήταν λιγότερο πιθανό να αναστρέψει και ένα πανί με καμπύλη επιφάνεια θα ήταν λιγότερο πιθανό να ταλαντεύεται.

* Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό μεθόδων: Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για τη σταθεροποίηση ενός φώτων που οδηγείται από λέιζερ μπορεί να είναι η χρήση ενός συνδυασμού μεθόδων. Για παράδειγμα, ένα σύστημα ελέγχου ανάδρασης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ένα πιο περίπλοκο σχεδιασμό πανιών. Αυτό θα παρέχει μια πλεονασμό που θα βοηθούσε να εξασφαλιστεί η σταθερότητα του πανιού.

Χρησιμοποιώντας αυτές και άλλες μεθόδους, οι ερευνητές εργάζονται για να κάνουν το Lightsails με λέιζερ. Αυτά τα πανιά θα μπορούσαν μια μέρα να χρησιμοποιηθούν για να προωθήσουν το διαστημικό σκάφος στον Άρη, τον Δία και ακόμη και τα αστέρια.