" Фотонный " двигатель возможен уже сегодня

Эффект эмиссии пыли Под воздействием светового излучения даст возможность сделать интересный а также перспективный вид космических движителей для полетов к другим планетам Солнечной системы.

Под воздействием света а также тепла частицы пыли бросают вызов гравитации а также устремляются вверх. Данный Эффект, сыгравший не последнюю роль в формировании планет а также астероидов, может обнаружить также практическое использование в устройствах для удаления пыли, а равным образом в двигателях марсианских зондов а также в создании космического паруса нового типа.

При воздействии на слой пыли красным лазерным излучением наблюдается фонтанирующий выброс частиц, напоминающий извержение крошечного вулкана. Всесторонне изучив это явление, Ученые Герхард Вурм (Gerhard Wurm) а также Оливер Краус (Oliver Krauss) из университета Мюнстера пришли к выводу, что его возникновение связано с фотофорезом а также " парниковым эффектом " в твердом теле, информирует PhysOrg.

Фотофорез - или движение частиц Под воздействием света - основывается на давно известном эффекте, называемом термофорезом, то есть перемещении частиц Под воздействием тепла. В средах с температурными градиентами частицы будут перемещаться из более горячей области в менее горячую. Когда источником тепла служит энергия поглощенного света, Такой процесс называется фотофорезом.

в дополнение к поверхностному температурному градиенту " Парниковый Эффект " твердого тела также играет роль в извержениях пыли. Парниковый Эффект Всплавает вследствие того, что лазерный луч сильнее всего нагревает частицы пыли, находящиеся немного глубже, чем поверхностные слои (по крайней мере на глубине 100 мкм, что составляет несколько десятков слоев частиц).

Ученые вычислили, что для освобождения одной сферической частицы размером в 1 мкм требуется сила приблизительно равная 10-7 Н." Мы заметили, что частицы поднимаются Обычно на Высоту 5 см, - информирует д-р Вурм.- Высоту можно увеличить до 10 см, но а также это еще не Предел. Предел, Возможно, зависит от распределения а также размеров частиц, силы их взаимного сцепления а также мощности лазерного луча ".

При мощности 50 мВт излучение проникает в слой пыли на глубину до нескольких миллиметров. Температура имеет тенденцию уменьшаться с увеличением глубины, но по факту она достигает максимума не у поверхности, а на глубине 100 мкм. Так, создается обратный температурный градиент около поверхности, который а также вызывает извержение частиц пыли. В процессе экспериментов было также обнаружено, что на протяжении нескольких десятков секунд после выключения лазера точка максимального градиента температур смешается глубже за счет быстрого остывания поверхности, что еще больше увеличивает силу фотофореза.

Фотофорез лучше всего наблюдать При низком давлении. Эксперименты проводились При давлении 10 миллибар, что составляет предположительно 0, 01 нормального атмосферного давления Земли, по этой причине действие фотофореза на земную пыль незначительно. Однако на ранних стадиях образования планет а также звезд Фотофорез При малых давлениях, Возможно, играл значительную роль в возникновении газопылевых дисков, которые со своей стороны привели к формированию астероидов а также прочих космических объектов пояса Койпера.

Ученые считают, что в будущем Фотофорез может обнаружить практическое использование в условиях разреженной атмосферы Марса. К примеру, можно применять данную технологию на автоматических исследовательских станциях для удаления пыли с блоков солнечных элементов а также линз оптических приборов. Помимо этого, Ученые предполагают сделать солнечный Парус, который применял бы силу фотофореза заместо лучевого давления. Такой Парус, напоминающий рыболовную сеть а также работающий на базе отрицательного фотофореза, по результатам экспертизы физиков, может приводить в движение некрупные зонды. Парус размером 10x10 м способен нести полезный груз массой в несколько десятков килограммов только за счет " пассивного " излучения Солнца .