halgatyó#62
A nagyon kis tömegű, de nagy felületű űreszközök még egy problémával szembesülnek: a napfény és a napszél nyomása. Számoljuk ki az előbbit.
Tudjuk, hogy a fényben terjedő energia E=m*c^2 (a kalap most a hatványozást fogja jelenteni, a "c^2" jelentése cénégyzet)
A fényhez rendelhető impulzus: I=m*c. Ha a fény visszaverődik egy tükörről, akkor az impulzus MEGVÁLTOZÁSA ennek a duplája. Ha csak símán elnyelődik (pl 100% hatásfokú napelemen) akkor csak az m*c lesz a változás.
A továbbiakban elnyelődést veszek figyelembe. (Bármilyen módon termelünk energiát, a fény elnyelődik az űreszköz valamilyen részében. Akkor is, ha pl. egy homorú tükörrel gőzfejlesztőre koncentráljuk.)
Mivel a teljesímény az energia időszerinti deriváltja, ugyanúgy ahogy az erő az impulzus időszerinti deriváltja, ezért a fenti E=I*c ből következik, hogy a négyzetméterenkénti nyomóerőt úgy kapjuk meg, hogy az 1 négyzetméterre eső teljesítményt elosztjuk c-vel (minden számolást SI-ben)
Vegyük a fény teljesítményét kereken 1500W/m^2 -nek. Ekkor a 1500/(3*10^8) = 5 * 10 ^ -6 N (öt ször tíz a minusz hatodikon Newtonm 1 négyzetméterre)
Összehasonlításképpen: ennyi a súlya a földfelszínen egy 0,5 milligrammos testnek.
Ez az erő nem nagy, itt a földfelszínen. A világűrben, súlytalanság körülményei közt, egy fizikailag FÁTYOLVÉKONY elemekből felépített űrállomásra HOSSZÚ IDŐN keresztül komoly hatást gyakorol.
A napszél hatását nem számoltam bele, az LEGALÁBB akkora, mint a fénnyomás és a naptevékenységtől függően változik is.
Elvileg el tudok képzelni olyan speciális pályát, amelyen az 1 éves cilkusban (amíg a Föld megkerüli a Napot) a fénnyomás különböző hatásai kiegyenlítik egymást, ez esetben "csak" az ingadozó napszél, a Föld csóvája és az esetleges pontatlanságok folyamatos korrekciója marad az ionhajtóművekre.
Szeirntem 50 éven belül biztosan nem lesz űrbe telepített naperőmű.