W epoce żagli statki okrążały świat w podróżach odkrywczych i handlowych. Era ta zakończyła się w XIX wieku, kiedy silniki parowe opalane węglem zaczęły zastępować energię wiatrową. Być może wkraczamy teraz w nową erę żagli – ale tym razem w kosmosie. Odwracając historię, silniki i paliwo można by zastąpić żaglami na niektórych statkach kosmicznych, popychanymi nie przez wiatr, ale przez światło słoneczne.
Pomysł jest wciąż w fazie rozwoju, ale wiemy, że działa. Zaledwie kilka tygodni temu NASA podniosła żagiel na nowym statku testowym, satelicie o nazwie Advanced Composite Solar Sail System (ACS3). Posiada kwadratowy żagiel o szerokości 9 metrów, który pozwala mu dostosować tor orbity.
Aby naprawdę gdzieś popłynąć, potrzebny byłby znacznie większy żagiel i wysiłek NASA zbudowanie jednego o powierzchni 1650 m2 zostało w 2022 r. zaniechane jako niewykonalne ze względu na budżet. Jest to jednak problem związany z implementacją i jestem pewien, że inteligentni ludzie mogą go rozwiązać.
Żeby było jasne, nie przypomina to instalowania na dachu paneli fotowoltaicznych w celu wytwarzania energii elektrycznej. Wiele statków kosmicznych i łazików planetarnych już z nich korzysta. W rzeczywistości są to błyszczące, ultralekkie żagle pchnięty przez promieniowanie słoneczne. Cóż, możesz zapytać: Jak do cholery można światło przesunąć obiekt fizyczny?
Ogony komety
Dobre pytanie! W końcu, gdy ktoś mówi, że „powaliło go piękno wschodu słońca”, nie wyobrażamy sobie, że faktycznie został powalony. Ale światło odbijające się od powierzchni naprawdę wywiera siłę fizyczną, choć może być niewielka.
Jednym z przykładów jest ogon komety. Można by pomyśleć, że to jak smuga kondensacyjna wyrzucona, gdy kometa mknie przez przestrzeń. Nie. Widzisz, komety to w zasadzie duże, brudne kule śnieżne. Kiedy zbliżamy się do Słońca, część tego lodu zamienia się w gaz, uwalniając chmury pyłu. Światło słoneczne wypycha następnie ten pył w strumień, który może rozciągać się na miliony mil – na boki od ścieżki komety!
A skoro już o tym mowa, zbliża się kometa, która w październiku może dać spektakularny pokaz. To się nazywa Tsuchinshan – ATLASa jego ogon może być nawet widoczny gołym okiem.
Fale elektromagnetyczne
Światło przemieszcza się falami, co stanowi swego rodzaju „ruchome przemieszczenie”. Spójrz na falę oceaniczną: woda porusza się tylko w górę i w dół, ale to pionowe przemieszczenie przemieszcza się poziomo po powierzchni. Z pewnością może cię przewrócić, jeśli wejdziesz do wody.
Ale fale świetlne różnią się od fal oceanicznych czy fal dźwiękowych. Zabierz wodę z morza i nie będziesz miał fal, na których można surfować. To samo dotyczy dźwięku: nie ma fali, jeśli nie ma atmosfery, w której mogłaby „falować”. Dlatego przestrzeń jest tak dziwnie cicha.
Z drugiej strony światło może podróżować przez pustą przestrzeń. Dzieje się tak dlatego, że w pewnym sensie fala świetlna jest własnym ośrodkiem. Powodem jest to, że tak naprawdę składa się z dwa fale — jest fala pola elektrycznego i fala pola magnetycznego. Dlatego nazywamy to promieniowaniem elektromagnetycznym.
