Нарны далбаа нь одноос ялгарах гэрлийн болон өндөр хурдтай хийн даралтыг (мөн нарны гэрлийн даралт гэж нэрлэдэг) ашиглан сансрын хөлгийг хөдөлгөх арга юм. Түүний төхөөрөмжийг нарийвчлан харцгаая.
Дарвуулт онгоц ашиглах нь урт наслахтай хослуулан хямд өртөгтэй сансарт аялна гэсэн үг. Хөдөлгөөнт олон эд анги байхгүй, түүнчлэн түлш ашиглах хэрэгцээ шаардлагаас шалтгаалан ийм хөлөг онгоцыг ачаа тээвэрлэхэд дахин ашиглах боломжтой. Гэрэл эсвэл фотон далбаа гэсэн нэрийг заримдаа ашигладаг.
Үзэл баримтлалын түүх
Иоханнес Кеплер нэгэн удаа сүүлт одны сүүл нь нарнаас өөр тийшээ хардаг болохыг анзаарсан бөгөөд энэ эффектийг од өөрөө үүсгэдэг гэж санал болгосон. Тэрээр 1610 онд Галилейд бичсэн захидалдаа: "Хөлөг онгоцыг нарны сэвшээ салхинд дасан зохицсон дарвуулт онгоцоор ханга, тэгвэл энэ хоосон орон зайг судалж зүрхлэх хүмүүс байх болно" гэж бичжээ. Магадгүй тэр эдгээр үгээрээ "сүүлт сүүлт" хэмээх үзэгдлийг яг таг дурьдаж байсан ч энэ сэдвээр нийтлэлүүд хэдэн жилийн дараа гарч ирсэн байх.
Жеймс К. Максвелл XIX зууны 60-аад онд цахилгаан соронзон орны онолыг нийтэлсэн бацацраг туяа, энэ нь гэрэл нь импульстэй тул биетүүдэд дарамт учруулж болохыг харуулсан. Максвеллийн тэгшитгэлүүд нь хөнгөн даралтын хөдөлгөөний онолын үндэс болдог. Иймээс аль 1864 онд нарны гэрэл нь биетүүдэд дарамт үзүүлэх импульс дагуулдаг гэдгийг физикийн нийгэмлэг дотор болон гадна мэддэг байсан.
Эхлээд Петр Лебедев 1899 онд гэрлийн даралтыг туршилтаар харуулсан бөгөөд дараа нь Эрнест Николс, Гордон Халл нар 1901 онд Николсын радиометр ашиглан ижил төстэй бие даасан туршилт хийжээ.
Альберт Эйнштейн масс ба энергийн тэнцүү байдлыг хүлээн зөвшөөрч өөр томъёолол гаргасан. Одоо бид зүгээр л p=E/c-ийг импульс, энерги, гэрлийн хурдны харьцаа гэж бичиж болно.
Сванте Аррениус 1908 онд нарны цацрагийн нөлөөгөөр одод хоорондын зайд амьд спорыг зөөвөрлөх даралт үүсч, үүний үр дүнд пансперми хэмээх ойлголтыг урьдчилан таамаглаж байсан. Тэрээр гэрэл нь биетүүдийг оддын хооронд хөдөлгөдөг гэж мэдэгдсэн анхны эрдэмтэн юм.
Фридрих Зандер нарны далбаат онгоцны техникийн шинжилгээг багтаасан нийтлэл хэвлүүлсэн. Тэрээр "асар том бөгөөд маш нимгэн толин тусгал ашиглах", "сансар огторгуйн хурдад хүрэх нарны гэрлийн дарамт"-ын талаар бичсэн.
Энэ технологийг хөгжүүлэх анхны албан ёсны төслүүд нь 1976 онд Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн лабораторид Халлигийн сүүлт одтой уулзахаар төлөвлөж байсан.
Нарны далбаат хэрхэн ажилладаг вэ
Гэрэл нь манай гаригийн тойрог замд байгаа бүх тээврийн хэрэгсэлд нөлөөлдөггариг хоорондын орон зай. Жишээлбэл, Ангараг гараг руу нисдэг ердийн сансрын хөлөг нарнаас 1000 гаруй км зайтай байх болно. Эдгээр нөлөөг 1960-аад оны анхны гариг хоорондын сансрын хөлгөөс хойш сансрын аялалын замналын төлөвлөлтөд оруулсан болно. Цацраг туяа нь мөн тээврийн хэрэгслийн байрлалд нөлөөлдөг бөгөөд энэ хүчин зүйлийг хөлөг онгоцны дизайнд харгалзан үзэх шаардлагатай. Нарны далбаат дээрх хүч 1 Ньютон ба түүнээс бага байна.
Энэ технологийг ашиглах нь од хоорондын тойрог замд тохиромжтой бөгөөд аливаа үйлдэл бага хурдтай явагддаг. Хөнгөн дарвуулын хүчний вектор нь нарны шугамын дагуу чиглэсэн байдаг бөгөөд энэ нь тойрог замын энерги болон өнцгийн импульсийг нэмэгдүүлж, хөлөг онгоцыг нарнаас холдуулахад хүргэдэг. Орбитын налууг өөрчлөхийн тулд хүчний вектор нь хурдны векторын хавтгайгаас гарч байна.
Байрлалын хяналт
Сансар огторгуйгаар аялахдаа хүссэн байрлалдаа хүрч, өөрчлөхийн тулд сансрын хөлгийн Хандлага хянах систем (ACS) хэрэгтэй. Аппаратын тогтоосон байрлал нь гариг хоорондын орон зайд маш удаан, ихэвчлэн өдөрт нэг градусаас бага өөрчлөгддөг. Энэ үйл явц нь гаригуудын тойрог замд илүү хурдан явагддаг. Нарны далбаа ашигладаг тээврийн хэрэгслийн удирдлагын систем нь чиг баримжаа олгох бүх шаардлагыг хангасан байх ёстой.
Савны даралтын төв ба массын төв хоорондын харьцангуй шилжилтээр удирддаг. Үүнийг хяналтын сэнс, бие даасан далбааг хөдөлгөх, хяналтын массыг хөдөлгөх эсвэл цацруулагчийг өөрчлөх замаар хийж болно.чадвар.
Босоо байрлалд цэвэр эргүүлэх хүчийг тэг түвшинд байлгахын тулд ACS шаардлагатай. Дарвуулын хүчний момент нь траекторийн дагуу тогтмол биш юм. Нарнаас хол зайд болон өнцгөөс хамааран өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь далбааны голыг засаж, тулгуур бүтцийн зарим элементийг хазайлгахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд хүч болон эргүүлэх момент өөрчлөгддөг.
Хязгаарлалт
Нарны дарвуул дэлхийгээс 800 км-ээс доош өндөрт ажиллах боломжгүй, учир нь энэ зай хүртэл агаарын эсэргүүцлийн хүч нь гэрлийн даралтын хүчнээс хэтэрдэг. Өөрөөр хэлбэл, нарны даралтын нөлөө бага зэрэг мэдэгдэхүйц бөгөөд энэ нь зүгээр л ажиллахгүй болно. Дарвуулт хөлөг онгоцны эргэлтийн хурд нь тойрог замд тохирсон байх ёстой бөгөөд энэ нь ихэвчлэн эргэдэг дискний тохиргоонд л асуудал үүсгэдэг.
Ашиглалтын температур нь нарны зай, өнцөг, тусгал, урд болон хойд радиаторуудаас хамаарна. Дарвуулт онгоцыг зөвхөн температурыг материалын хязгаарт байлгахад л ашиглаж болно. Хэрэв хөлөг онгоцыг ийм нөхцөлд сайтар тохируулсан бол үүнийг ерөнхийдөө нарны ойролцоо, ойролцоогоор 0.25 AU-д ашиглаж болно.
Тохиргоо
Эрик Дрекслер тусгай материалаар нарны дарвуулт онгоц бүтээжээ. Энэ нь 30-аас 100 нанометр зузаантай нимгэн хөнгөн цагаан хальсан хавтан бүхий хүрээ юм. Дарвуул нь эргэлдэж, байнга дарамтанд байх ёстой. Энэ төрлийн бүтэц нь нэгж жинд ногдох талбай ихтэй тулхурдатгал нь байрлуулж болох хуванцар хальсан дээр суурилагдсанаас "тавин дахин хурдан" юм. Энэ бол дарвуулын бараан талдаа дөрвөлжин хэлбэртэй далбаа, хос шугамтай дарвуулт онгоц юм. Утаснуудыг барих дөрвөн огтлолцсон тулгуур ба нэг төв рүү перпендикуляр.
Цахим дизайн
Пекка Жанхунен цахилгаан дарвуулт онгоц зохион бүтээжээ. Механикийн хувьд энэ нь уламжлалт гэрлийн загвартай бараг ижил төстэй байдаггүй. Дарвуулууд нь хөлөг онгоцны эргэн тойронд радиаль байдлаар байрлуулсан шулуун дамжуулагч кабель (утас) -аар солигддог. Тэд цахилгаан талбар үүсгэдэг. Энэ нь эргэн тойрон дахь нарны салхины плазм руу хэдэн арван метр уртасдаг. Нарны электронууд нь цахилгаан талбарт тусдаг (уламжлалт нарны далбаа дээрх фотонууд шиг). Утасны цахилгаан цэнэгийг зохицуулах замаар хөлөг онгоцыг удирдаж болно. Цахилгаан дарвуул нь 20 км урт 50-100 шулуун утастай.
Юунаас бүтсэн бэ?
Дрекслерийн нарны дарвуулт зориулж бүтээсэн материал нь 0.1 микрометр зузаантай нимгэн хөнгөн цагаан хальс юм. Хүлээгдэж байсанчлан энэ нь сансарт ашиглахад хангалттай хүч чадал, найдвартай байдлыг харуулсан боловч эвхэх, хөөргөх, байрлуулахад зориулагдаагүй.
Орчин үеийн загварт хамгийн түгээмэл материал бол 2 микрон хэмжээтэй "Каптон" хөнгөн цагаан хальс юм. Энэ нь нарны ойролцоо өндөр температурт тэсвэртэй бөгөөд хангалттай хүчтэй.
Зарим онолын зүйл байсанНэхмэл "цоорхой" нь гэрлийн долгионы уртаас хагасаас бага байдаг нано гуурсан даавууны торонд суурилсан дэвшилтэт, хүчтэй, хэт хөнгөн дарвуулт онгоцыг бий болгохын тулд молекулын үйлдвэрлэлийн техникийг ашиглах тухай таамаглал. Ийм материалыг зөвхөн лабораторид бүтээсэн бөгөөд үйлдвэрлэлийн хэмжээнд үйлдвэрлэх хэрэгсэл хараахан гараагүй байна.
Хөнгөн дарвуул нь одод хоорондын аялалын гайхалтай хэтийн төлөвийг нээж өгдөг. Мэдээжийн хэрэг, ийм сансрын хөлгийн дизайн хүн төрөлхтний хувьд нийтлэг зүйл болохын тулд орчлон ертөнцөөр аялахын өмнө тулгарах олон асуулт, бэрхшээлтэй тулгарах болно.
