In un Video NASA 360 dell’Università della California in Santa Barbara, il professore Filippo Lubin descrive la “propulsione fotonica”. La sostanza é quella di spingere astronavi con un grande e potentissimo laser.
Lubin spiega che il sistema proposto richiederebbe circa la stessa quantità di energia dell’imminente Space Launch System, per arrivare a “velocità relativistiche.” Il che vale a dire costi corrispondenti ma per raggiungere una percentuale significativa della velocità della luce, in questo caso, il 30 per cento, in circa 10 minuti.
Sembra troppo bello per essere vero. Allora, qual è il trucco? Secondo Lubin, nessuno. “Non c’è alcuna ragione sul perché non lo stiamo già facendo”, dice il professore.
Lubin ha una tabella di marcia molto più dettagliata, che prende anche in considerazione il raggiungimento degli esopianeti abitabili distanti anni luce dalla Terra.
Uno può anche usare paroloni molto belli come “propulsione fotonica”, ma questo non fará scomparire la legge di conservazione dell’energia.
Anche supponendo che la produzione di energia fotoooonica (mi sembrano termini alla Giacobbo…) abbia rendimento pari a 1, per far raggiungere a un corpo una velocità pari a 0.3c, bisogna applicarvi un’energia pari a 1/2 m x (0.3c)^2. Che massa ha l’astronave che il professor Lubin vuole accelerare?
Anche supponendo che l’energia che viene fuori dal calcolo sopra risulti essere simile a quella nell’SLS, per dare potenza ad un laser ci vuole energia elettrica, non chimica. Come produci nello spazio una quantità di energia elettrica pari a quella di tutto il propellente di SLS?
Rispondo io : con un reattore nucleare. Solo che il reattore nucleare pesa tanto, il che fa sí che la “m” nella formula sopra aumenti all’aumentare della potenza, il che significa che serve ancora più energia per accelerare il tutto. E così via…
Ah ecco…
Ma siamo in grado di costruire un LASER con una potenza di qualche chilotone? Perché questo è l’ordine di grandezza.
E se nella base di terra c’è nuvoloso o piove? Il LASER risente terribilmente del’atmosfera e dell’umidità, credo che il rendimento sarebbe terribilmente basso.
E poi la terra gira, e girano anche le astronavi in orbita. Significa che bisogna avere tanti LASER sparsi per il pianeta?
Abbiamo parlato da qualche parte dell’idea di usare il LASER per deorbitare i detriti. Questo forse è fattibile non troppo in là nel futuro, ma da qui a fornire abbastanza energia per arrivare a 100mila km/s mi sembra un po’ eccessivo…
E una volta che arriviamo a quella velocità, come facciamo a frenare? C’è un LASER simile sull’esopianeta che andiamo a visitare?
E quanto pesa lo specchio da mettere dietro all’astronave, per riflettere migliaia di GW di potenza? Quanti di quei GW vengono assorbiti in forma di calore e quanto pesano i radiatori per dissipare tutta quella potenza?
A me sembra un ottimo sistema per deorbitare qualcosa che si vuole distruggere o spostare da un’orbita “fastidiosa”, ma mi sembra tanto difficile per propellere un’astronave
Chi ha parlato di frenare?? VERSO L’INFINITO E OLTREEEE
Quindi dovremmo solo costruire un laser enorme sulla Terra rendendo il nostro pianeta a tutti gli effetti simile alla Morte Nera per poter sparare attraverso l’atmosfera contro una astronave e spingerla fino al 30% della velocità della luce sperando che prima o poi trovi il modo di tornare indietro…mi sembra un buon piano.
Premetto che io non ho neppure capito come fa un laser a propellere una navicella, avendo il fotone massa zero; secondo i calcoli di questo professor Lubin, per andare fino a Marte in 20 giorni sarebbe sufficiente un’energia pari a quella sviluppata da un vettore come il Falcon 9, che però applicata solo al payload e non a tutta la nave risulterebbe sufficiente. Perché l’idea di non portarsi dietro il peso dei motori e del carburante non é mica male.
La propulsione tramite laser abbiamo visto essere realistica nei piani NASA relativi agli asteroidi; se i calcoli di questo Lubin sono giusti, se su Marte fosse possibile installare un laser ad alta potenza con relativa centrale a fusione tramite una missione spaziale standard (e non mi pare che ciò sia realizzabile al momento attuale), allora si potrebbe aprire una sorta di strada laser spaziale.
Con questo spero di non essere finito a TRL0… scusate, all’inizio la fonte mi pareva sufficientemente autorevole.
wait-wait… non ci ho capito nulla.
Mi vengono in mente tre modi per spingere un veicolo con un fascio laser (o anche di microonde, cambia poco).
Il primo è la pressione di radiazione; l’onda elettromagnetica che viene riflessa cede un pò di energia, e produce una spinta. Metodo sicuro ed eterno, ma inefficente. E’ quello suggerito per le vele solari, la pressione di radiazione è responsabile dell’effetto Pioneer, dell’effetto YORP, e così via.
Poi si può vaporizzare una parte del target, e per reazione quello va dall’altra parte o comunque acquista energia. Sarebbe il modo giusto per deorbitare satelliti, o per un’arma ad energia diretta (e infatti ci sono). ma ci va della materia da vaporizzare, e il controllo della spinta e della rotta mi pare difficile
Oppure si può inviare energia che poi viene convertita (elettrica? termica?) a bordo; con questa energia accelero del propellente. Con l’ovvio limite che devo comunque portarmi del propellente.
Allora, quale dei tre?
Sí credo anche io. Sarebbe una vela solare con un laser molto potente che avrebbe qualche GW per metro quadro, invece del misero flusso solare che ha solo 1 kW.
Con la differenza che secondo me con un laser del genera la vela solare la buchi
Ammesso e non concesso che la vela possa dissipare 1 kW/m2, se le spari contro 1 GW/m2 hai bisogno di una riflettività di 99,9999% per non mandarla in fumo e atomi sparsi.
Se non sbaglio gli specchi “più migliori” dei telescopi più fighi hanno “solo” 99,99% in bande molto strette, e questo appena fabbricati, senza micrometeoriti, ossigeno atmosferico, protoni solari, ecc ecc. e con un sofisticatissimo rivestimento multistrato applicato su vetro ottico. Fate voi.
Nella presentazione nel video linkato da Livio, Lubing parla appunto di specchi con 99.9999% di riflettività, costruiti con qualche progetto DARPA. Ovviamente questi esistono oggi solo in laboratorio e di piccole dimensioni, da lì a produrre qualcosa di grande e resistente all’ambiente spaziale ne passa un po’, ma IMHo una volta che c’è la tecnologia per costruire qualcosa, renderla più stabile e più abbordabile è solo questione di tempo e di investimenti.
Ma il 30% della velocità della luce in 10 min, non siamo nell’ordine dei 16000 g?! Sbaglio qualcosa? Tanto vale farsi scoppiare una atomica dietro l’ astronave che costa meno…
Gente con gli occhi più grandi della pancia! neanche in kerbal si vedono questi numeri
In aeronautica già da tempo sono limitati dal carico di G che può reggere il pilota, in formula1 ci fanno adesso i conti, mentre in California hanno già sviluppato piloti in diamante e ce lo tengono nascosto (ammesso e non concesso che un diamante resti tale a 16k G).
Ecco la spiegazione: in California è periodo di raccolto (e non mi riferisco all’uva)
