Воздушный змей на лазерном поводке

АрхивЧеловек и Общество

Конструкторы НАСА провели первое лётное испытание необычного самолёта, который движется исключительно благодаря энергии лазерного луча, направляемого на него с земли.

В лётных испытаниях, проведённых 18 сентября на базе Маршалловского аэрокосмического центра НАСА (Marshall Space Flight Center), Алабама, учёные освещали инфракрасным лазером небольшую модель самолёта, тем самым сообщая ей энергию, достаточную для беспрерывного полёта. По словам участников испытаний, "самолёт совершал круг за кругом, а когда лазер был выключен, снижался к месту посадки".

Модель самолёта, использовавшаяся для испытаний, была разработана конструкторами Дриденского авиаконструкторского центра (Dryden Flight Research Center) НАСА, Калифорния. Она имела небольшие размеры и достигала всего 1,5 метра в размахе крыльев при весе около 300 грамм. Каркас прототипа был изготовлен из бальзового дерева, а несущие поверхности сделаны из лавсановой плёнки. Самолётик приводился в движение небольшим мотором с расположенным на носу винтом и был радиоуправляем. Как видно на фото (модель сфотографирована в воздухе), снизу, перпендикулярно к плоскости крыльев, укреплён фотогальванический элемент, который как раз и трансформирует энергию лазера в электричество, необходимое для вращения пропеллера.

По словам участников проекта, целью разработки является создание самолёта, способного находиться в воздухе неопределённо долгое время.

В 2002 году эта же группа разработчиков уже проводила аналогичные демонстрационные тесты в Дридене. Тогда испытатели вручную освещали модель самолета с помощью театрального прожектора.

Сфера применения разработки, в случае успешной реализации таковой, представляется весьма широкой. Беспилотные самолёты, способные долгое время находится в беспосадочном полёте, неплохо подходят на роль ретрансляторов сотовой связи, кабельного телевиденья или интернета. Кроме этого, как отмечает Дэвид Бушмен (David Bushman), глава проекта, самолёты, движимые с помощью лазерных пучков, могут быть использованы для мониторинга состояния атмосферы или удалённого анализа земной поверхности (например, для наблюдения за извержением вулканов). Как сообщают, НАСА видит значительные перспективы в использовании лазеров для энергообеспечения самолётов и планирует создание новых моделей.

Беспилотные самолёты могут курсировать на низких земных орбитах, однако имеют некоторые очевидные преимущества по сравнению со спутниками. В частности, в отличие от последних, в случае необходимости самолеты можно посадить для ремонта или модернизации.

Поиск альтернативы спутникам в плане обеспечения телефонной связи и интернета последнее время является весьма динамичной областью разработок. В качестве возможных вариантов для упомянутых целей предлагаются, в частности, воздушные шары (или дирижабли), а также самолёты на солнечных батареях. Оба варианта достаточно перспективны и развиваются, однако не лишены определённых недостатков. К примеру, воздушные шары значительно сложнее, чем самолёты, удерживать над заданной территорией, а летательные устройства на солнечных батареях должны быть укомплектованы весьма увесистыми аккумуляторами, чтобы поддерживать их в полёте в тёмное время суток. В отличие от последних, самолёты, использующие энергию лазера, не требуют запасов топлива или батарей на борту, что позволяет разместить взамен научно-исследовательские приборы или передатчики.

Безусловно, создание самолётов, использующих в качестве источника энергии лазерный пучок, также сталкивается с определёнными проблемами. Одной из них является рассеивание лазерного луча тучами, а также возможность его заслонения другими летательными аппаратами (в том числе и такими же самолётами). Чтобы исключить данную возможность, предлагается освещать самолёты с помощью не одного (мощного), а целой серии более мелких лазерных установок, распределённых по территории. Такое решение снижает шансы полного прекращения энергообеспечения самолёта, что чревато его посадкой (или падением). Кроме того, использование маломощных лазеров делает их менее опасными для птиц, а также для самого самолёта.

Идея создания летательных аппаратов, движимых энергией световых пучков (лазерных, например), направляемых с земли, разрабатывается далеко не впервые. В своё время рассматривались варианты использования наземных лазеров для энергообеспечения самолётов, снарядов и даже запуска спутников.

Представитель НАСА Джерри Берг (Jerry Berg) в своём интервью агентству TechNewsWorld отметил, что интерес к передаче энергии летательным аппаратам посредством фокусированного излучения существует ещё с конца 60-х. Сообщается, что одна из первых разработок имела целью использование микроволновой энергии для энергообеспечения вертолётов.

В октябре 2000 года американским военным на лётном полигоне в Нью-Мексико с помощью углекислотного лазера удалось поднять небольшой снаряд эллиптической формы (размером с теннисный мячик) на высоту около 70 метров.

Текущая разработка также не является принципиально новой - ещё в июне 2002 года японские исследователи Токийского технологического института уже заявляли, что им удалось поддерживать полёт небольшого бумажного самолётика, освещая его лазером. Однако подход, использованный японскими разработчиками, был несколько отличным: чтобы поддержать движение модели, они освещали её лазером, тем самым вызывая испарение воды с поверхности крыльев.

По словам американских разработчиков, следующим этапом проекта будет создание более крупной модели. В этой работе к конструкторам Дриденского центра должны присоединиться специалисты Алабамского университета г. Хантсвиль.