В этой статье я немного расскажу свете, других мирах и космических скоростях...
В одном из фильмов посвящённых научной фантастике главный герой перемещается в пространстве за долю секунды на десятки тысяч световых лет! В этой статье я хочу рассмотреть источник энергии который помогал это делать - солнечный луч.
Что такое луч света?
Для начала давайте разберёмся, что такое луч света в физике.
Солнечный луч - это поток фотонов, излучаемых Солнцем. Каждый фотон обладает импульсом и внутренней энергией. Поток фотонов отдавая свою энергию, нагревает нашу и другие планеты, отражаясь от них.
В зависимости от длины волны меняется цвет луча и спектор его видимости.
Сколько энергии содержит луч?
Свет, который даёт Солнце содержит разное излучение, нас будет интересовать высокочастотные волны. При высоких частотах энергия фотонов в солнечном луче может достигать нескольких миллиардов электон-вольт. Для сравнения, расщепление одного ядра урана-235 высвобождает 200 миллионов электрон-вольт.
Энергия, которую даёт топливо в ракетах значительно уступает атомному двигателю, который в свою очередь в десятки раз проигрывает энергии света. Если мы научимся использовать внутреннюю энергию фотонов, то её может хватить на огромные скорости, к которым мы даже не приблизились.
Ближайшие планеты и миры
Разобравшись с энергией, которую можно получить из света, перейдём к галактикам и вселенным к которым мы смогли бы полететь, то есть ближайшим.
Ближайший к нам крупный объект - Луна, находится всего в 1 световой секунде от нас, но это расстояние вполне можно преодолеть и на ракете, огромные скорости здесь не к чему. То же касается Марса и Венеры, при наших скоростях туда можно добраться всего за 3-5 месяцев, а дальше? До Сатурна лететь около 5 лет, а до Нептуна целых 8, пока ракеты долетят до цели, они могу устареть и не принести новой информации.
Пока люди не закрепились на ближайших планетах и их спутниках, говорить о других галактиках бессмысленно, но всё же немного поговорим о них. Ближайшая к нам большая галактика - Туманность Андромеды, летя со скорость света мы затратим 2,5 миллионов лет, а при скорости наших ракет это в тысячи раз дольше.
Космические скорости
А какие скорости у наших ракет?
Всем хорошо известно число - 300 000 000, это расстояние в метрах, которое проходит свет за 1 секунду. Считается что это предел скорости.
Поговорим о достигнутых скоростях и этапах разгона.
- Для пересечения условной границы между Землёй и космосом (линия Кармана) надо разогнаться до 3500 км/час.
- Для преодоления гравитационного поля Земли надо разогнаться до 40 000 км/час.
- Максимальная скорость ракеты 64 500 км/час( это 0,0215% от скорости света)
- Если в качестве топлива использовать всю Землю, то из ракетного уравнения Циолковского можно получить скорость около 230 000 м/с. ( уже 0,07% от скорости света).
Даже если взять всю массу известной вселенной не наберётся и пол процента от скорости света при использование современных двигателей, но это при использование ракет на жидком топливе. Если мы рассмотрим использование энергии света, то можно рассчитывать на большие скорости и новые возможности. Для свободного перемещения в космосе нужна скорость около 100 000 м/с или хотя бы 50 000 м/с (но у ракет на которых могут летать люди), тогда можно свободно исследовать, осваивать, а затем и путешествовать по нашей галактике.
Итог
При наших скоростях исследовать дальние планеты и тем более другие галактики бессмысленно, но до ближайших четырёх планет и их спутников мы вполне можем добраться.
На мой взгляд сперва надо освоить Луну, а не лететь на Марс. Наладив перелёты к спутнику мы будем иметь твёрдую базу и исследование других планет будет гораздо проще, полёт к Марсу станет полётом на Луну, просто чуть дольше и дальше.
Использование энергии света может стать новым шагов в исследование космоса и помочь людям освоиться на других планетах.