 |
|
Khi rung động, tia laser đốt nóng không khí cho đến khi cháy. Mỗi lần không khí cháy lại tạo ra một tia sáng loé lên. |
Ý tưởng cơ bản đằng sau kỹ thuật đẩy bằng ánh sáng là sử dụng các tia laser từ mặt đất để đốt nóng không khí đến mức làm không khí nổ tung, đẩy con tàu tiến lên phía trước. Nếu thành công, kỹ thuật đẩy bằng ánh sáng sẽ làm con tàu nhẹ hơn hàng nghìn lần, hiệu quả hơn so với các động cơ tên lửa sử dụng chất hoá học và không gây ô nhiễm.
Chúng ta sẽ xem xét hai kiểu hệ thống đẩy tiên tiến: một kiểu có thể đưa chúng ta từ trái đất lên mặt trăng chỉ trong vòng 5 giờ rưỡi và kiểu kia có thể đưa chúng ta du lịch hệ mặt trời trên các “xa lộ ánh sáng”.
Tàu vũ trụ nhẹ được đẩy bằng laser
 |
|
Ánh sáng rực rỡ là không khí đang cháy dưới vành tàu. |
Ý tưởng được bắt đầu tại Học viện tổng hợp Resselaer ở Troy, bang New York, Mỹ. Tiếp đó, Công ty Lightcraft Technologies đã có vài thử nghiệm thành công với loại tàu nhẹ này. Nguyên lý rất đơn giản: con tàu sử dụng các tấm gương để thu nhận và hội tụ chùm laser chiếu vào, rồi đốt nóng không khí đến độ không khí nổ tung, đẩy con tàu đi.
Dưới đây là các thành phần của hệ thống đẩy mang tính cách mạng này.
Tia laser carbon dioxit: Tia laser xung 10 kW đang được sử dụng để thử nghiệm con tàu nhẹ này là một trong số những tia mạnh nhất thế giới.
Gương parabole: Phần đáy của tàu vũ trụ là một gương để hội tụ chùm laser vào khoang chứa không khí hay chất nổ đẩy trên tàu. Vật truyền thứ hai, nằm trên mặt đất, là một gương giống như kính viễn vọng được dùng để hướng chùm tia laser lên con tàu.
Khoang hút thu: Không khí được hướng vào trong khoang này; tại đây không khí bị đốt nóng lên bởi chùm laser, giãn nở ra và đẩy con tàu đi.
Hydro trên tàu: Một lượng nhỏ chất nổ đẩy hydro được sử dụng để đẩy tên lửa khi khí quyển quá loãng không thể cung cấp đủ không khí.
Trước khi bay lên khỏi mặt đất, một luồng không khí nén sẽ đẩy nhẹ con tàulên đến vận tốc khoảng 10.000 vòng/phút. Khi nó đang lượn xoáy với một tốc độ tối ưu, tia laser sẽ được bật lên, thổi con tàu lên không trung. Tia laser 10 kW này rung động ở mức từ 25-28 lần/giây. Bằng cách rung động, nó liên tục đẩy con tàu lên phía trên. Chùm tia sáng được hội tụ bởi gương parabole ở đáy của con tàu đốt nóng không khí lên tới khoảng từ 10.000-30.000 độ C, nóng hơn bề mặt của mặt trời vài lần. Khi không khí bị đốt nóng đến nhiệt độ cao như vậy, nó sẽ biến đổi sang thể plasma (loại khí có số lượng các hạt mang điện âm, dương, tương đương nhau trên mặt trời và phần lớn các vì sao) - thể plasma này sau đó nổ tung để đẩy con tàu lên phía trên.
Công ty Lightcraft Technologies đã vài lần thử nghiệm một tàu nhẹ nguyên mẫu nhỏ tại bãi tên lửa White Sands ở bang New Mexico. Vào tháng 10/2000, con tàu nhẹ thu nhỏ, có đường kính 12,2 cm và chỉ nặng 50 g đã đạt được độ cao 71 m. Trong năm 2001, Lightcraft Technologies hy vọng sẽ đưa được nguyên mẫu con tàu nhẹ lên tới độ cao khoảng 152 m. Sẽ cần tới tia laser 1 MW để đưa một vệ tinh nặng 1 kg vào một quỹ đạo thấp. Tuy mô hình này được làm bằng loại nhôm dành để sản xuất máy bay, nhưng con tàu nhẹ khi được sản xuất thực sự có thể được làm carbua silic.
Ngoài ra, người ta cũng sẽ đặt các gương bên trong con tàu để chiếu một số chùm năng lượng về phía trước. Sức nóng từ chùm laser sẽ tạo ra một cụm khí làm chệch hướng đi của một phần luồng không khí đi qua con tàu, từ đó giúp giảm bớt ma sát và giảm lượng khí nóng mà con tàu hấp thụ.
Phần II - Tàu vũ trụ nhẹ được đẩy bằng vi sóng
(Theo USA Today)