Може ли ласер послати свемирски брод на Марс? Ово је намеравана мисија групе са Универзитета МцГилл, дизајнирана да испуни захтев НАСА-е. Ласер на Земљи ширине 10 метара би загревао водоничну плазму у комори иза свемирске летелице, стварајући гасни потисак за летелицу, и слао га на Марс за само 45 дана. Тамо би се успорило у атмосфери Марса, испоручујући залихе људским колонистима, или можда једног дана чак испоручујући и саме људе.
У 2018, НАСА је изазвала инжењере да развију мисију на Марс која би испоручила носивост од најмање 1.000 кг за не више од 45 дана, као и да би направила дужа путовања дубоко у Сунчев систем и даље. Кратко време испоруке је мотивисано жељом да се довезу терет и, једног дана, астронаути на Марс, док се минимизирају њихови штетни ефекти галактичких космичких зрака и соларних олуја. СпацеКс Елона Маска сугерише да ће људска мисија на Марс трајати шест месеци са ракетама заснованим на хемикалијама.
Мекгилов концепт, назван ласерско-термални мотор, заснован је на низу инфрацрвених ласера који се налазе на Земљи, пречника 10 метара, комбинујући много невидљивих инфрацрвених зрака, сваки са таласном дужином од око један микрон, за укупну снагу од 100 мегавата. Струја потребна за приближно 80.000 америчких домаћинстава. Корисни терет, који кружи у елиптичној средњој Земљиној орбити, имаће рефлектор који усмерава ласерски сноп који долази са Земље у комору за грејање која садржи водоничну плазму. Након што се његово језгро загреје на 40.000 степени Келвина (72.000 степени Фаренхајта), гас водоник који тече око језгра достићи ће 10.000 К (18.000 степени Фаренхајта) и биће избачен кроз млазницу, стварајући потисак да гурне брод са Земље са интервал од 58 минута. (Бочни потисници ће држати брод у линији са ласерским снопом док се Земља ротира.)
Када зрачење престане, носивост се разноси брзином од скоро 17 километара у секунди у односу на Земљу - довољно брзо да пређе орбиталну удаљеност Месеца за само осам сати. Када достигне атмосферу Марса за месец и по дана, и даље ће путовати брзином од 16 км/с; међутим, једном тамо, постављање терета у орбиту од 150 км око Марса биће изазов за инжењерски тим.
Тешко је јер терет не може да носи хемијско гориво за лансирање ракете да би се успорило - потребно гориво би смањило масу корисног терета на мање од 6 процената од првобитних 1.000 кг. И док људи на црвеној планети не буду могли да направе еквивалентни ласерски низ за брод који се приближава да користи свој рефлектор и плазма комору за обезбеђивање повратног потиска, аерохватање ће бити једини начин да се успори терет на Марсу.
Чак и тако, аерохватање или кочење у атмосфери Марса може бити ризичан маневар, пошто летелица доживљава успоравање до 8 г (где је г убрзање услед гравитације на површини Земље, 9,8 м/с2), што је отприлике људска граница , за само неколико минута, пошто је снимљен у једном пролазу око Марса. Велики топлотни токови на броду услед трења са атмосфером биће већи од традиционалних материјала система топлотне заштите, али не и оних који су у активном развоју.
Ласерско-термални погон свемирских летелица у дубоки свемир — Марс и даље — у супротности је са другим раније предложеним методама транспорта, као што је ласерско-електрични погон, у којем ласерски сноп погађа фотонапонске (ПВ) елементе иза корисног терета; соларно-електрични мотор у коме сунчева светлост на фотонапонским ћелијама ствара вучу; нуклеарни електрични мотор, у коме нуклеарни реактор производи електричну енергију која производи јоне које емитује мотор; и нуклеарни термички погонски систем, у коме топлота из нуклеарног реактора претвара течност у гас, који се избацује из млазнице да би се створио потисак.
Ласерско-термално кретање је први пут проучавано 1970-их помоћу ЦО2 ласера од 10,6 микрона, најмоћнијих у то време. Савремени оптички ласери од једног микрона, који се могу комбиновати у масивне паралелне фазне низове са великим ефективним пречницима, значе да је жижна даљина преноса енергије два реда величине већа – 50.000 км у Дуплаи ласеру.
Дуплеј објашњава да ласерску архитектуру фазног низа развија група коју предводи физичар Филип Лубин са Универзитета Калифорније, Санта Барбара. Низ Лубин групе користи појединачна ласерска појачала од око 100 вати сваки - свако појачало је једноставна петља од влакана и ЛЕД диода као пумпа, и може се масовно производити јефтино - тако да би мисија на Марс која је овде предвиђена захтевала око 1 милион појединачни појачивачи.
bbabo.Net