Comment calculer Sun Forces Sail

January 28

Comment calculer Sun Forces Sail


Pendant des milliers d'années, le tronçon de l'humanité à travers le monde a été alimenté par des voiles. Maintenant, presque tous Voyage est alimenté par la combustion des combustibles fossiles, qui pousse plus vite que le vent. Mais certains pétroliers utilisent maintenant les voiles pour réduire la quantité de combustibles fossiles qu'ils brûlent. La même logique vaut pour les engins spatiaux. Depuis l'obtention de carburant hors de la surface de la Terre est pas facile, ou pas cher, il y a un intérêt croissant dans l'utilisation de voiles solaires pour monter la lumière du soleil à travers le système solaire. La procédure suivante est conçue pour les personnes ayant des compétences en mathématiques avancées.

Instructions

1 Comment calculer Sun Forces Sail

Les voiles solaires sont une méthode alternative de satellites en mouvement.

Déterminer la surface de la voile solaire. Un bon endroit pour commencer serait un kilomètre 1-carré (10 ^ 6 mètre carré) voile.

2 Déterminer le pouvoir réfléchissant de la voile. Une voile noir, complètement absorbante aurait une réflectivité de 0 pour cent, tandis qu'un réflecteur parfait aurait une réflectivité de 100 pour cent. Pour cet exemple, prendre une réflectivité de 90 pour cent.

3 Déterminer le flux solaire à la distance du soleil à laquelle votre voile fonctionnera. Le flux solaire est la densité d'énergie du rayonnement solaire. Pour cet exemple, placez votre voile à la même distance du soleil que la Terre. La densité d'énergie il y a environ 1350 joules par mètre carré par seconde. Pour calculer pour d'autres distances du soleil, multipliez 1350 fois (distance / rayon orbital de la Terre) ^ 2.

4 Calculer la dynamique de la lumière du soleil à votre distance choisie du soleil. La dynamique est l'énergie divisée par la vitesse de la lumière. Pour cet exemple, l'élan serait 1350 / 3,0 x 10 ^ 8 = 4,5 x 10 ^ -6 kg-m / s.

5 Calculer la force sur toute la voile. La force est égale à la variation de vitesse. Si la lumière est absorbée, la variation de quantité de mouvement est égale à l'impulsion des photons calculés dans le temps des étapes précédentes, la surface de la voile. Si la lumière est réfléchie vers l'arrière, alors le changement de mouvement est égale à deux fois l'élan à l'étape précédente. Pour les situations entre les deux, la force est égale à la dynamique des temps de lumière (1 + réflectivité), où la réflectivité a été déterminée à l'étape 2.

Pour l'exemple, Force = light_momentum (surface de voile) (1 + réflectivité)

Donc , la force = 4,5 x 10 ^ -6 10 ^ 6 (1 + 0,9) = 8,55 Newtons.