Il sogno della vela solare

La vela solare è uno specchio! Si parla di “vela”, e per questo generalmente ci si confonde e si pensa che si usi il vento solare. Non è così!
La vela solare usa la pressione di radiazione, ovvero, riflette i fotoni in arrivo. Questo altera la quantita (minima) di moto del fotone, e per la ben nota legge di newton genera una spinta uguale e contraria alla variazione di quantità di moto.
Se il fotone lo rifletto perpendicolarmente, ho una spinta nella direzione del moto del fotone. Se invece lo rifletto in’un’altra direzione (inclinando la vela) ho semplicemente una spinta uguale e contraria alla variazione di quantità di moto del fotone…

giusto! :flushed:

Pero’ io continuo a non capire questa frase di AresCosmos:

Se quello che ho scritto sopra è giusto allora al sole mi ci posso avvicinare eccome… E non vedo perchè inclinando la vela il mio veicolo dovrebbe mettersi a ruotare…

a mio parere la vela solare si potrebbe eventualmente usare come una vela nautica e quindi ci si puo anche avvicinare al sole
**ho sbagliato a mettere “MAI” perche ho imparato che quello che oggi è impossimbile è realta nel futuro

Si potrebbe far un semplice calcolino sulla forza a cui sarebbe soggetta una vela di un metro quadrato.

C’è una formula molto semplice che lega l’energia(E),l’impulso(p) e la velocità della luce(c):p=E/c;supponendo di utilizzare una superficie totalmente riflettente la formula allora sarebbe p=2E/c per tener conto del rinculo del fotone.
Se al posto di E(energia) si usa la potenza P(energia/tempo) allora la formula precedente diventa F=2P/c (F=forza)

Nello spazio alla distanza dell’orbita terrestre c’è una densità di potenza di 1340 watt/m^2 e con c=310^8 m/s si ottiene F=2P/c=8.9310^-6 N e cioè 0.00091 grammi su un metro quadrato.

Spero che sia giusto… :stuck_out_tongue_winking_eye:

Questo sarebbe giusto considerando di tenere la vela perpendicolarmente alla direzione dei fotoni. Pero’ questo darebbe spinta effettiva praticamente nulla, perchè sarebbe una spinta radiale rispetto all’orbita e quindi se ne andrebbe tutta in perdite per gravità…
Per questo secondo me bisogna fare il conto considerando la vela inclinata…

Molto interessante! :nerd:
Come al solito sto imparando una marea di cose! :clap:
Questa delle vele potrebbe diventare un’ottima tecnica per avere “modesti” aumenti di spinta ma costanti nel tempo, ideale per i lunghi viaggi quindi!

esattamente… ovviamente si parla di missioni unmanned, perchè i tempi sono letteralmente biblici.
Il problema più grosso, come già detto, sta nell’alleggerire vela e struttura e nel fare un sistema di piega per il lancio che non rovini la vela e che non fallisca al dispiegamento in orbita…

Infatti, adesso bisogna fare in modo che il gioco valga la candela!
E non è detto che ci si riesca… :disappointed:

Personalmente considero fenomenale l’idea di un sistema propellantless come le vele solari… ma per quale campo di applicazione? E’ una domanda seria, non una provocazione: si sta cercando da un lato di ipotizzare scenari di missione umani ma ci si scontra con gli altissimi TOF (Tempi di volo) dettati dalla meccanica orbitale classica… dall’altro ci si accontenta di spinte basse continue con la propulsione elettrica per missioni automatiche di media/lunga durata… quali pensate possano essere dei campi seri applicativi per le vele? Perchè la scuola russa se ne è interessata prima di altre? :roll_eyes:

Beh, di sicuro l’applicazione umana è da scartare, a meno di non arrivare a fare vele talmente leggere e resistenti da poter essere letteralmente immense…

Detto questo le applicazioni possono essere varie. Non dimentichiamo che stiamo parlando di ZERO propellente. Le vele potrebbero arrivare ad essere un buon sostituto dei propulsori elettrici, visto che anche questi hanno un rapporto spinta/peso molto basso.
Mi viene in mente ad esempio una missione verso l’esterno del sistema solare. E’ vero che allontanandosi la spinta diminuirebbe, ma stessa cosa vale per un propulsore elettrico alimentato a pannelli solari.
Altra possibilità potrebbero essere missioni logistiche verso Marte. In teoria, essendo a consumo di propellente zero, si potrebbe avere un veicolo (mooooolto lento) in grado di fare avanti e indietro dalla terra a Marte infinite volte.

PS: ovviamente stiamo parlando di fantascienza se pensiamo ai giorni nostri. Secondo me un’applicazione valida delle vele solari si piazza almeno nel prossimo secolo… ma ciò non vuol dire che non si debba studiarle da ora :wink:

date un occhiata: http://punto-informatico.it/2336717/PI/News/vela-solare-non-piu-un-sogno.aspx :fearful:

L’unica cosa a cui non avevo pensato è il laser da terra…
Secondo voi è fattibile?
Non è un fascio troppo concentrato?

Ho rifatto i conti anche io, il calcolo è giusto… ragionando in N sono circa 9 microN/m^2 (ricordo sempre che nella realtà non si rifletterebbe la luce perpendicolarmente, quindi la spinta sarebbe meno).

Nell’articolo linkato da michele parlano di una vela da solo 9 m^2… mi sembra un po’ piccolina…

PS: quella del laser da terra mi convince un po’ poco…

Ah bene,ti ringrazio per la conferma :wink:

Anche io ho sentito parlare della tecnica del laser da terra… Occorrerebbe capire quanto il laser potrebbe influire in termini di spinta effettiva, e quanto la potenza del laser debba essere elevata… Non vorrei che i consumi del laser siano maggiori dell’effetto voluto :stuck_out_tongue_winking_eye:

Se non ricordo male qualcuno addirittura pensava ad una lente convogliatrice spaziale per fornire la luce solare quando la navicella a vele solari è lontana dal Sole :astonished: (però non mi ricordo dove l’ho visto)

Secondo me con la vela solare il laser non c’entra niente…

Per quel che ne sapevo io la tecnica laser da terra era qualcosa di diverso dalla vela solare. Io sapevo di laser usato contro la superficie di satelliti, in modo da far sublimare parte di quella superficie che, staccandosi dal satellite sotto forma di gas, gli dava una spinta uguale e contraria e quindi lo rallentava (il laser colpendo il satellite nella parte anteriore).

Beh però, di idea ce ne sono mi pare! :grin:

Mi ripeto, come pensate di far andare al contrario la forza di gravità che è unidirezionale? O meglio ancora, immaginate di navigare su un fiume: come si va controcorrente sfruttando la forza della corrente? Ditemelo, perchè penso che gli ingegneri navali sarebbero curiosi di sapere se avete una soluzione al problema.
come dicevo prima, gli spostamenti laterali sono consentiti, potreste anche far ruotare il vostro veicolo di 360°, ma volora controluce no. Manca il punto d’appoggio. Con una vela navale lo fate eccome, perchè il principio della vela è identico a quello dell’ala, con la pressione sotto, e la depressione sopra a creare la forza portante, solo che nelle barche a vela c’è anche lo scafo che genera della forze d’attrito che consentono la navigazione controvento. Ma la luce non è l’aria. Angolando la vela potete volare anche perpendicolarmente alla direzione della luce, ma mai contro.

L’uso di un laser da parte del veicolo stesso può permettere il volo controluce, dal momento che la generazione della luce non dovrebbe produrre un effetto di azione e reazione, che vanificherebbe il tutto.