Читать «Юный техник, 2007 № 05» онлайн - страница 24

Авторское свидетельство № 1091

УСТАНОВИТЬ ЛАЗЕР НА ОРБИТЕ МАРСА…

…предлагает Светлана Урмацких из Магнитогорска. Он даст энергию для разгона и торможения космических кораблей, тепло и свет поселкам исследователей. Энергию для его работы даст солнце. Вот как возникла идея такого лазера.

Иногда, раз в 20–30 лет, мы наблюдаем на Марсе ослепительные вспышки, имеющие яркость атомного взрыва и длительность в десятки минут. Это вспышки-импульсы естественного лазера, самопроизвольно образующегося в атмосфере планеты. Его мощность, как считают ученые, достигает многих миллионов киловатт.

Светлана предложила создать в атмосфере Марса подобный лазер искусственно. Прежде чем объяснить, как он работает, вспомним, как устроен обычный газовый лазер. Он состоит из стеклянной трубки, наполненной активным газом, в торцах которой строго параллельно друг другу установлены два плоских зеркала. Одно из них отражает свет полностью, другое — лишь частично.

Излучение в таком лазере возникает под действием внешнего светового импульса. Он возбуждает молекулы активного газа, и некоторые из них начинают отдавать свою энергию в виде квантов излучения. Эти кванты попадают на зеркала и начинают отражаться то от одного, то от другого. Процесс продолжается многократно. Всякий раз, когда луч проходит сквозь газ, растет число молекул, отдающих свою энергию, и это увеличивает мощность луча. Избыток его энергии выходит через полупрозрачное зеркало.

А теперь вернемся к лазеру Светланы. Активной средой в нем послужит сама атмосфера Марса, состоящая, в основном, из углекислого газа. Его молекулы, возбужденные ультрафиолетовым излучением солнца, готовы отдавать кванты инфракрасного излучения. Для того чтобы этот процесс сделать достаточно интенсивным, необходимо установить два параллельных зеркала, как в обычном лазере. Но зеркала должны быть выставлены строго параллельно с точностью до десятой доли длины волны. Даже в обычном лазере длиною около 1 метра сделать это нелегко. Светлана же предлагает создать лазер длиной в… 1000 км.

При таких размерах, казалось бы, правильно настроить зеркала невозможно. Но Светлана нашла остроумное решение. Она предлагает заменить зеркала уголковыми отражателями.

Уголковый отражатель — это система из двух или четырех зеркал, расположенных под углом 45°. Любой луч, вошедший в отражатель, возвращается обратно параллельно самому себе. Лучи уголковых отражателей, установленных напротив друг друга, как бы их ни расположили, будут многократно пробегать между ними, оставаясь параллельными.

Таким образом, для создания лазерного процесса в атмосфере Марса достаточно расположить в ней на нужном расстоянии два уголковых отражателя. Установка же их на стационарной орбите, на высоте многих тысяч километров над поверхностью планеты, как предлагает Светлана, вряд ли целесообразна. Плотность атмосферы здесь в миллионы раз меньше, чем у поверхности, и мощность лазера будет ничтожна. Отражатели лучше установить на двух башнях высотою 1,5–2 км. При диаметре отражателей 100 м можно получить лазер с мощностью излучения 2500 киловатт.