Cohete de fotones
Un cohete de fotones es un cohete que utiliza el empuje del impulso de los fotones emitidos ( presión de radiación por emisión ) para su propulsión. [1] Los cohetes de fotones se han discutido como un sistema de propulsión que podría hacer posible el vuelo interestelar, lo que requiere la capacidad de impulsar naves espaciales a velocidades de al menos el 10 % de la velocidad de la luz, v ≈ 0,1 c = 30 000 km/s [2] [ dudoso ] . La propulsión de fotones ha sido considerada como uno de los mejores conceptos de propulsión interestelar disponibles, porque se basa en tecnologías y física establecidas.[3] Se propone que los cohetes de fotones tradicionales sean alimentados por generadores a bordo, como en el cohete fotónico nuclear . El caso estándar de libro de texto de un cohete de este tipo es el caso ideal en el que todo el combustible se convierte en fotones que se irradian en la misma dirección. En tratamientos más realistas, se tiene en cuenta que el haz de fotones no está perfectamente colimado , que no todo el combustible se convierte en fotones, etc. Se requeriría una gran cantidad de combustible y el cohete sería un buque enorme. [4] [5]
Las limitaciones planteadas por la ecuación del cohete se pueden superar, siempre que la masa de reacción no sea transportada por la nave espacial. En la propulsión láser por haz (BLP), los generadores de fotones y la nave espacial están separados físicamente y los fotones se envían desde la fuente de fotones a la nave espacial utilizando láseres. Sin embargo, BLP está limitado debido a la eficiencia de generación de empuje extremadamente baja de la reflexión de fotones. Una de las mejores maneras de superar la ineficiencia inherente en la producción de empuje del propulsor de fotones es amplificar la transferencia de momento de los fotones mediante el reciclaje de fotones entre dos espejos de alta reflectancia, uno estacionario o en un propulsor, y el otro es la "vela". .
La velocidad que alcanzará un cohete de fotones ideal, en ausencia de fuerzas externas, depende de la relación entre su masa inicial y final:
donde es la masa inicial y es la masa final. [6]
Por ejemplo, imaginando una nave espacial de 2000 kg equipada con un reactor de fusión y un cohete de fotones láser, y cargada con 1000 kg de helio-3 (solo unos 4,5 kg del combustible se convertirán en energía), una velocidad final de 1/1000 de se puede alcanzar la velocidad de la luz (basándose en un 50% de eficiencia). Esto es tres veces más rápido que el objeto más rápido jamás construido, la sonda solar Parker .
Al 10% de la velocidad de la luz, el factor gamma es de aproximadamente 1,005, lo que implica que es casi 0,9.
