Если космический корабль должен двигаться со скоростью 0,6 с, как можно спроектировать систему защиты, чтобы любые столкновения обломков с парусом не приводили к его повреждению для дальнейшего использования? Можно ли использовать защитный механизм Уиппла ?
Световой парус, способный развивать любую полезную скорость, пусть даже 0,6с, должен быть одновременно очень большим и очень малой массы. Таким образом, типичные спекулятивные проекты представляют собой огромные листы очень тонкой пленки или даже сетку из крошечных проводов с отверстиями, меньшими, чем длина волны света, используемого для движения. (см. Обсуждение в википедии). Во всех известных мне случаях подход к защите от столкновений один и тот же: спроектируйте парус таким образом, чтобы (а) допускались небольшие отверстия (б) предотвращались слишком большие отверстия (например, путем включения в парус обычных армирующих волокон ( немного похоже на нейлон "рипстоп", используемый для одежды и палаток). Всегда кажется, что лучше добавить больше паруса и допустить некоторые отверстия, чем добавить экранирование для предотвращения отверстий. Конечно, столкновение с реальной полезной нагрузкой, а не с парусом было бы огромной проблемой, но также очень маловероятно.
При таких скоростях, как 0,6с, вам также придется беспокоиться о межзвездном водороде, поскольку теперь каждый атом содержит значительное количество энергии (около 150 МэВ). Насколько мне известно, было предложено два подхода к решению этой проблемы: (1) использовать УФ-лазеры для ионизации газа перед вами, а затем использовать магнитное поле для отклонения ионов (2) выбрать материал для вашего паруса, устойчивый к эрозия/ослабление под действием такого излучения (что потребует компромисса с другими соображениями, такими как прочность и отражательная способность).
Чтобы солнечный парус работал, он должен иметь огромную площадь поверхности.
Количество материала, необходимого для изготовления такой штуки, было бы огромным, не говоря уже о дополнительных материалах, необходимых для защиты от обломков, летящих быстрее пуль.
Вместо того, чтобы пытаться защитить его от повреждений, было бы лучше ожидать повреждения и разработать надежный процесс обслуживания и ремонта.
В настоящее время появляются материалы с «самозалечивающимися» свойствами. Вариант таких материалов можно было бы использовать в ткани солнечного паруса, чтобы он мог самостоятельно или автоматически заживлять проколы.
В настоящее время существует куча различных материалов с такими характеристиками, которые используют разные средства для достижения результата. Насколько мне известно, ни один из них еще не был адаптирован к суровым условиям космоса, но это не значит, что они не могут быть адаптированы (вставьте сюда деньги). Вот один из таких примеров материала, который позволяет добиться такого эффекта .
В случае, если материал нельзя заставить самостоятельно восстанавливать себя в космосе, возможно, его можно заставить ремонтировать роботы. Парус может быть покрыт направляющими тросами, которые позволят небольшим роботам периодически сканировать и ремонтировать поверхность паруса.
ооо