II Физический принцип работы СП.

Развертывание солнечного паруса электрическим полем

Н.С. Каретников В.С. Макенков И.А. Страхов.

Руководитель А.Г. Лобов

I Постановка задачи.

Реализация дальнего космического полета, возможно полёта за пределы Солнечной системы, диктует необходимость применения ракетного двигателя, не требующего перевозки топлива на летательном аппарате. Идея использования в качестве такого двигателя солнечного или фотонного паруса (далее по тексту – СП) высказывалась еще в 20-е годы прошлого века. Физический принцип работы СП состоит в использовании для разгона ракеты давления, создаваемого светом. Совокупный импульс, передаваемый отражающимися от паруса фотонами, обеспечивает ускорение космического аппарата. Технологически сложной, до настоящего времени нерешенной задачей, является операция разворачивания паруса большей площади (~1-5 км ²).

В настоящем проекте предлагается использование для разворачивания СП, выполненного из тонкой металлизированной пленки, электрического поля. Наличие в материале пленки металла может выполнять две, необходимые в данном случае, функции – обеспечение высокой отражательной способности пленки и превращение её в проводник.

II Физический принцип работы СП.

При отражении фотона, его импульс меняется на противоположный, а зеркало приобретает импульс 2р [1]

При отражении N фотонов зеркало приобретает импульс N2р и при этом, по закону сохранения импульса, на зеркало действует сила , где t – время, за которое происходит отражение.

Приняв массу космического аппарата за m и считая зеркалом СП, можно, согласно II закону Ньютона, получить выражение для ускорения ракеты