光推進技術

20年以上前、米国は「スターウォーズ」というコードネームのミサイル防衛システムを開発し始めました。 このシステムは、他国が発射したミサイルを追跡し、レーザーを使ってそれらを撃墜するように設計されています。 このシステムは戦争のために設計されたものであるが、研究者らは、これらの高出力レーザーが他の多くの用途を有することを発見した。 実際、ある日、レーザーは、宇宙船を軌道や他の惑星に押し込むのに使われます。

人間は現在、宇宙飛行のために宇宙船を使用しています。 スペースシャトルは打ち上げられなければなりません。 燃料のトンをインストールすることに加えて、2つの巨大なロケットブースターを縛らなければなりません。 レーザーにより、エンジニアはエネルギーを必要としない軽量宇宙船を開発することができます。 ライトボート自体はエンジンとして機能し、燃料は軽く、宇宙で最も豊富な種類のエネルギーです。

ライトプロペラの基本原理は、空気を加熱し、爆発させ、宇宙船を推進するために陸上のレーザーを使用することです。 それが機能すれば、ライトプロペラは化学ロケットエンジンより数千倍軽くなるだけでなく、何千倍も効率的です。 それは汚染を引き起こさないでしょう。 HowStuffWorksのこの記事では、この先進的な推進システムの2つのバージョンを理解しています。そのうちの1つは地球から月にわずか5時間半かかります。もう1つは私たちを「光の道」に沿って連れて行きます。 "太陽系への旅。

軽推進ロケットはサイエンスフィクション小説の宇宙船のように聞こえる - レーザービームを宇宙に乗せる。 推進薬がほとんどまたはまったく必要なく、無公害です。 これは信じられないように見えます。なぜなら、人間は地球上での定期的な地上または空の旅に使用できるものと類似の機器をまだ開発していないからです。 この目標を達成するには15〜30年かかることがありますが、ベアボートの建設の原則は何度も首尾よくテストされています。 Lightcraft Technologiesと呼ばれる会社は、ニューヨークのTroyにあるRensselaer Polytechnic Instituteの研究を改善し続けています。

ライトボートの基本原理は非常に簡単です。ドーム形の航空機は、レーザーを入射して焦点を合わせて空気を加熱して爆発させ、それによって航空機を推進します。 この画期的な推進システムの基本的なコンポーネントを以下に示します。

二酸化炭素レーザー - Lightcraft Technologiesは、スターウォーズの防衛プログラムの製品であるパルスレーザー損傷試験システム（PLVTS）を使用しています。 テストライトシップは現在、世界最大のパワーレーザーの1つでもある10キロワットのパルスレーザーを使用しています。

パラボラミラー - 宇宙船の底部は、レーザビームをエンジン吸気または船内推進剤に集束させるミラーです。 ライトボートにレーザビームを導く第2の陸上送信機として作用するテレスコープ様ミラーもある。

吸収チャンバー - 吸入空気は吸収チャンバーに導入され、レーザービームによって加熱されて拡張され、ライトボートを推進します。

オンボード水素 - 十分な空気を供給するために大気が薄すぎる場合、ロケット推力を提供するには少量の水素推進剤が必要です。

ベアボートが始動する前に、圧縮空気の流れが注入され、約10,000回転/分（rpm）で回転する。 この回転は、ジャイロで安定化された航空機に必要です。 アメリカンフットボールを例に取る：ボールをより正確に通過させるために、クォーターバックはサッカーをするときに回転する。 この非常に軽い航空機に回転を適用することで、空気をより安定して通過させることができます。

ライトボートが最適な速度で回転すると、レーザーがオンになりライトボートが空中に押し込まれます。 10kWレーザ発光パルスの周波数は25-28回/秒である。 パルスを放射することにより、レーザは航空機を上方に押し続ける。 ビームは航空機底面の放物面鏡によって集光され、太陽の表面の数倍の9982-29982°Cまで空気を加熱します。 高温では空気がプラズマ状態に変わり、プラズマが爆発して飛行機の上方へ推進します。

Lightcraft TechnologiesはFINDS（初期の飛行機はNASAと米空軍によって資金提供された）の後援を受け、ニューメキシコのWhite Sands Missile Test Siteで小さなベアボートプロトタイプをいくつかテストしました。 2000年10月、直径12.2センチメートル、重さ50グラムの小さなベアボートが71メートルの高さに達しました。 Lightcraft Technologies社は、2001年に軽量ボートのプロトタイプを高さ150メートル以上にすることを望んでいます。1キロメートルの衛星を低軌道に送るには1メガワットのレーザーが必要です。 モデルは航空機のアルミニウム製ですが、最終的な標準ライトボートはシリコンカーバイド製です。

レーザー光ボートはミラーを使用してライトボートに取り付け、ビームエネルギーを宇宙船の前に投影することもできます。 レーザービームによって生成された熱は空気釘を形成し、宇宙船の周りの空気を回し、抵抗を減らし、軽いボートが吸収する熱を減らすことができます。

現在、誰かが、マイクロ波を伴うライトボート用の別の推進システムの使用を検討しています。 マイクロ波のエネルギーはレーザーのエネルギーよりも安く、より高いパワーにアップグレードすることは容易ですが、より大きな直径の宇宙船が必要です。 このタイプのスラスタのために設計されたライト・シップは、フライング・ソーサーのように見えます（実際には、徐々にSFを現実に変えています）。 レーザー推進艇よりもこの技術の開発には時間がかかりますが、私たちは外惑星に行くことができます。 開発者はまた、軌道発電所の艦隊によって推進され、伝統的な航空機を置き換える、そのような軽いボートの何千もの建設を構想した。

マイクロ波駆動のライトボートは、宇宙船以外のエネルギー源も使用しています。 レーザー駆動の推進システムを使用する場合、エネルギーは地上にあります。 マイクロ波推進システムは反対である。 マイクロ波推進宇宙船は、周回する太陽光発電所のパワーを利用して下方に移動します。 エネルギーは軽いボートから遠ざかりませんが、それを近くに引き寄せます。

飛行するマイクロ波ライトボートの場合、科学者は最初に軌道上に直径1kmの太陽光発電所を設置する必要があります。 ライトボートの研究を率いているライク・マイラボ（Leik Myrabo）は、このような発電所は最大20ギガワットの電力を生成できると考えている。 発電所は地球の上500キロの軌道を走り、マイクロ波のエネルギーを20メートルの長さのライトボートに送り、12人を運ぶことができます。 航空機の上部は、マイクロ波を電流に変換する何百万もの小型アンテナで覆われています。 わずか2つの軌道で、発電所は1800ギガジュールのエネルギーを収集し、その軌道のためにベアボートに4.3ギガワットの電力を供給することができます。

マイクロ波ライトボートには、2つの強力な磁石と3つの推進エンジンが装備されています。 ベアボートが離陸するとき、それは上を覆う太陽電池を使用して電気を発生させる。 電流は空気をイオン化し、次に航空機を押す。 いったん離陸すると、マイクロ波ライトボートは内部反射器を使用して周囲の空気を加熱し、遮音壁を通過します。

一定の高さに上昇した後、ベアボートを横に傾けて超音速を得る。 その後、マイクロ波パワーの半分がライトボートの前で反射され、空気が加熱され、エアネイルが形成され、宇宙船が音速の25倍の速度で空気を通過して軌道に飛びます。 航空機の最大速度は、音速の約50倍です。 マイクロ波電力の残りの半分は、航空機の受信アンテナによって電流に変換され、2つの電磁エンジンに電力を供給する。 2つのエンジンは、スリップストリーム（すなわち、航空機の周りを流れる空気）を加速する。 スリップストリームを加速することによって、航空機はすべての音衝撃を打ち消し、灯火が超音速で静かに飛行することができる。