Свет может заставить предметы летать
23.12.2010
Недавно американские ученые смогли поднять небольшой предмет с помощью… луча света. Оказалось, он, как и воздух, может давать телам тяжелее его подъемную силу. Исследователи уверены, что открытый ими принцип сможет помочь сконструировать совершенные "солнечные паруса" для космических кораблей, которые полетят к планетам далеких звезд.
Собственно говоря, ученые из Технологического института Рочестера в Нью-Йорке не открыли ничего принципиально нового, поскольку уже давно физики предполагали, что свет может поднимать предметы тяжелее его. Однако экспериментально это было доказано впервые. Правда, свет в данных опытах поднимал предметы не в воздушной, а в водной среде.
Прежде всего ученые создали при помощи компьютера модель того, как свет преломляется внутри тел различной формы и как излучение покидает данные тела. При анализе получившихся моделей их внимание привлекла ситуация с преломлением света в прозрачных объектах, немножко напоминающих своей формой крыло самолета. Возникло предположение, что подобное "световое крыло" должно работать так же, как обычное: при облучении такого объекта под определенным углом возникает перекос в направлении света, прошедшего сквозь материал, что создает разницу давлений, подобную разнице в давлении воздуха над и под самолетным крылом.
Оставалось лишь проверить данное предположение экспериментально. И вот исследователи сконструировали из прозрачного полимера изогнутые стержни с полукруглым сечением, длина и ширина которых не превышала несколько микрометров, затем поместили их в воду и осветили снизу милливаттным лазером.
Как и было предсказано, стержень не только поднимался вверх, но и, что более важно, двигался в направлении, перпендикулярном направлению лазерного света. Это подтвердило гипотезу одного из исследователей, Гровера Шварцлендера, согласно которой угол, под которым свет падает на материал и выходит из него, должен определять направление движение объекта.
Проанализировав результаты эксперимента, ученые пришли к выводу, что действительно оптическая подъемная сила создается внутри прозрачного объекта из-за создаваемой преломлением света разницы давлений. Примечательно, что во время опытов физики получили рекордные оптические подъемные углы — около 60 градусов. "Если бы вы взлетали при таких условиях, ваш желудок точно бы оказался в пятках", — так прокомментировал эти достижения Шварцлендер. Результаты исследования были опубликованы в декабрьском номере журнала Nature Photonics (http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2010.266.html).
Теперь исследователям предстоит проверить, может ли свет поднимать предметы в воздухе. В последующих экспериментах также предполагается использовать материалы с различными коэффициентами отражения и преломления и проверить, как различается подъемная сила, создаваемая световыми пучками с различной длиной волны. На их основе физики планируют сконструировать идеальный "светоподъемник".
Ученые считают, что открытый ими принцип может применяться в приводах микромашин, а также осуществлять направленный транспорт микрочастиц в жидкости. Однако их самая заветная мечта — разработка совершенных солнечных парусов для космических кораблей. (Солнечным парусом называется приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.)
Идея создания таких парусов принадлежит одному из пионеров отечественной космонавтики Фридриху Цандеру, впервые высказавшему ее в 1927 году. Он исходил из того, что частицы солнечного света — фотоны — имеют импульс и передают его любой освещаемой поверхности, создавая давление. Получается, что если оснастить космический корабль такими приспособлениями, то он сможет дрейфовать в межзвездном пространстве, подталкиваемый светом подобно тому, как скользит фрегат по поверхности моря с помощью ветра.
Впрочем, уже тогда было известно, что давление солнечного света чрезвычайно мало, на Земной орбите оно составляет около 5·10-6 Н/м2. Кроме того, оно уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Поэтому больших скоростей корабль под солнечными парусами вряд ли достигнет (а ведь именно они и являются решающим фактором в межзвездных экспедициях).
Однако солнечный парус совсем не требует ракетного топлива и может действовать в течение почти неограниченного периода времени, поэтому в некоторых случаях его использование может быть вполне оправдано. Например, для того, чтобы выводить летательный аппарат на орбиту планеты, не загрязняя при этом атмосферу. Или для того, чтобы корабль мог выключить двигатели задолго до подлета к требуемому объекту и мягко затормозить, используя солнечные паруса.
Наверное, поэтому эффект солнечного паруса уже использовался несколько раз для проведения малых коррекций орбиты космических аппаратов. Правда, там в роли паруса использовались солнечные батареи или радиаторы системы терморегуляции. И лишь 21 мая 2010 года Японское космическое агентство (JAXA) запустило в космос ракету-носитель H-IIA, на борту которой находились космический аппарат IKAROS с солнечным парусом. Так в космическое пространство вышел первый аппарат, у которого солнечные паруса были основным двигателем.
Этот солнечный парус был изготовлен из полиамидной пленки толщиной 7,5 мкм и представлял собой четыре лепестка трапециевидной формы. Внутри лепестков были вшиты солнечные батареи и солнечные рули. Раскрытие такого паруса произошло 3 июня нынешнего года за счет вращения "космического парусника" вокруг своей оси со скоростью 20 оборотов в минуту. Под силой инерции четыре грузика вытянули лепестки паруса, и, таким образом, IKAROS стал похож на квадрат стороной 14 метров.
Однако самые первые этапы полета "космического парусника" показали, что руля эта шхуна слушается плоховато. Поэтому Шварцлендер и его коллеги предлагают изменить сам принцип работы парусов — делать их из такого материала, который будет не отражать фотоны, а пропускать их через себя. Тогда угол, под которым свет падает на материал и выходит из него, будет определять направление движение "парусника" и он станет лучше слушаться своих "рулей".
Шварцлендер также утверждает, что в этом случае движением солнечного паруса можно будет полностью управлять в 3D-формате, если использовать два поперечных набора полукруглых стержней. Эта система представляется ему наиболее надежной. Правда, эту идею уже раскритиковал Дин Альхорн, ведущий инженер недавно запущенного экспериментального парусника НАСА. Он считает, что солнечный свет слишком слабый, чтобы осуществить этот проект на практике.
Однако время и эксперименты, как известно, расставят все на свои места и покажут, кто был прав, а кто заблуждался. Пока же ученые всего мира считают, что американцы совершили открытие, сравнимое с тем, что сделали в свое время братья Райт для развития авиации. Хочется, чтобы и эти эксперименты помогли человечеству сделать следующий шаг на пути к звездам…
Антон Евсеев
http://www.pravda.ru/science/eureka/discoveries/23-12-2010/1061618-lightsunparus-1/
Последние аномальные новости

Ведьму арестовали за неосторожное обращение с огнем

Вода сохранялась в марсианском кратере намного дольше

Вторжение яйцевидных НЛО в окрестностях Левелленда

Голубые сверхгиганты образовываются из слияния двух звезд

Домашние роботы со здравым смыслом

Есть места, куда сталкеры боятся ходить

Жизнь можно обнаружить в отдельном инопланетном зерне

Инопланетяне приглядывают за атомными станциями Индии

Как и когда можно увидеть дьявольскую комету

Люди скоро превратяться в Боргов

Миссия по сбору ресурсов с астероида Апофис

НЛО замечен над атомной станцией в Тамилнаду

Обнаружен потенциально обитаемый водный мир

Планетарный каннибализм распространен среди звезд

Половина всех менеджеров стремятся заменить работников ИИ

Полупроводниковые волокна для одежды людей

Рождение и смерть гигантских звезд

Тайна врат в Ад Иераполиса

Темная материя может образовывать звезды

Элитные коммандос обнаружили НЛО

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика