美研發最強雷射裝置推進系統+ 雷射推進系統+Starlight

[peter]

 
 NASA starlight


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美研發最強雷射裝置推進系統：實現星際穿越

http://digital.sina.com.hk/news/7/20150710/4540834/?cf=digital-sbHottest
據國外媒體報導，恆星際航行是未來人類需要面對的發展瓶頸，如果我們能夠實現恆星際航行，就能夠實現太陽系之外的殖民。不過恆星際航行需要先進的動力系統，來自加州大學聖塔芭芭拉分校物理學教授菲利普-魯賓構想了一種定向能推進系統，利用激光驅動航天器，前往距離太陽系最近的半人馬座阿爾法星。定向能驅動的速度還挺快，20年之內就能夠抵達。利用激光作為航天器動力的想法已經獲得美國宇航局項目資助，這是一個潛在的由科幻小說變成現實的科學技術。美國宇航局前不久確定了15個先進創新概念技術，旨在讓科幻變成現實，激光定向能驅動就是其中一例。菲利普-魯賓認為人類所面臨的重大挑戰就是研發出先進的動力系統，來推動我們的探測器，這是進行星際航行的重要一步。
當然菲利普-魯賓設想的定向能推進系統需要極低的出髮質量，也就是說該技術適合用於微型航天器，這樣激光定向能才能發揮出作用。加州大學之所以構想出利用激光定向能推進的航天器，主要原因在於前往鄰近的恆星系統可能不需要龐大的宇宙飛船，微型探測器更適合深空任務，而且能夠在20年內抵達半人馬座阿爾法星。

激光光子驅動技術產生的速度遠遠超過目前可以實現的動力形式，甚至能夠接近相對論速度。激光光子驅動還能夠用於火星旅行，我們能夠在短時間內抵達火箭。在去年春天於意大利舉行的行星防禦會議上，加州大學聖巴巴拉分校展示了定向能摧毀小行星的技術，能夠適用於各種直徑的來襲小行星。


=> 20年?
那要多大雷射光能量去推?

[peter]

激光光子驱动
http://www.cnbeta.com/articles/411099.htm

美科学家：核聚变已落伍激光驱动可达0.2倍光速

近期，Y. K. Bae公司宣布，其“光子激光推进器”(PLT=  Photonic Laser Thruster )有史以来第一次仅使用激光就成功加速了一个重450克的航天器模型。该项目由NASA“创新先进概念”(NIAC)第二阶段合同资助。NIAC为NASA下一代太空任务资助最有潜力的概念。

 　此次试验在1000级洁净室中执行，光子功率被放大400倍，使光子在两个激光反射镜之间反弹数百次，以实现1.1毫牛顿的光子推力。这种放大的推力成功推动一个滑翔平台沿着一条2米长的无摩擦气垫轨道移动，模拟了零重力环境。
国际高功率激光消融与定向能研讨会主席克劳德·菲普斯博士称，移动450克的平台验证了PLT有效的功率-推力比。未来研究将包括通过精确的镜像对准，实现长度跨越数千米的光学共振腔，从而能机动操作相距数千米的航天器，并实现无需推进剂的卫星编队推进。


http://www.siom.cas.cn/xwzx/xjlw/201507/t20150703_4384059.html

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wiki



那得多強光 ?

[peter]

能飛去半人馬座α星的「黑科技」

http://news.sina.com.tw/article/20160413/16815936.html
為了飛到半人馬座α星，這項名為Breakthrough Starshot的計劃聲稱要把飛船加速到20%的光速。其中使用的「黑科技」就是光束推進，這項技術究竟有什麼厲害的地方，讓霍金願為之背書
為了提高「燃料」的速度，最後，科學家們將目光轉向了全宇宙最快的東西——光子。把一束光打在鏡面上，光在反射回來時會把「鏡子」向前推進。不過，這種現象在日常生活里太難看到了，因為通常的光強度太低，產生的推力還不足以客服「鏡子」的阻力。

　　這些問題在高度真空的太空里卻不再是問題。而且光子這種「燃料」不必攜帶，只需把它「噴洒」到飛行器上，再反彈回來就行。科學家需要克服的問題是如何讓「太陽帆」獲得足夠的加速度。這需要研製一種特殊的材料，它能夠反射光線還要足夠輕。

　　要做到這點卻並不容易，太陽光實在是太弱了。在地球軌道上，800米*800米的面積上，太陽光只能產生5牛頓的壓力，相當於一斤物體的重力。所以「太陽帆」必須足夠輕才能獲得足夠的加速度，通常要做到每平方米只有幾克重，而我們通常使用的A4紙密度為70克每平方米。

　　不要以為這是天方夜譚，其實在2010年，日本就已經發射了IKAROS探測器，最終IKAROS在臨近金星8萬公里處略過，完成了探測任務。美國的行星協會也太陽帆技術的擁躉，他們在去年7月發射了一枚飛船，厚度僅為4.5微米，相當於垃圾袋厚度。

　　激光推進飛船

　　但是僅僅減小太陽帆的重量並不能滿足遠途星際旅行的要求。還是因為太陽光實在太弱了，即使飛到海王星，飛船獲得的速度也不過20公里每秒。於是，科學家們再出奇招：用超強的激光束照射太陽帆，讓它加速更快。加州大學聖巴巴拉分校的教師菲利普·魯賓表示，未來採用這種技術可以把220磅重的人造衛星在三天內送到火星。

　　Breakthrough Starshot項目希望用大功率激光把飛船加速到20%光速，那麼飛到4.3光年外的半人馬座α星只需要20多年。但是能做到這點的激光功率將非常高，足以摧毀靠近地球的小行星。如何製造出如此具有「毀滅性」的強大激光，應該是尤里·米爾納投資項目亟待解決的問題

=> 但是要多大能量???

為何不考慮 離子噴射方式 ?




最近被提起拉
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=24583.0

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 =>
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=29150.0

[peter]

太陽光帆
https://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=59&topic=32397.0


2017
https://kknews.cc/zh-tw/science/5ap4pxk.html

2019  
https://technews.tw/2019/04/27/nasa-niac/
採用雷射推進系統的微型探測器
該微型探測器計畫名為 Power for Interstellar Fly-by，使用雷射推進帆系統來進行星際旅行飛行，當探測器飛過新的恆星系統時，就可以收穫一次能量，類似的飛行器比如由突破攝星（Breakthrough Starshot）計畫正在專注研發的「星片」（StarChip）光帆飛行器。


https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2019_Phase_I_Phase_II/Power_for_Interstellar_Fly_by/

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NASA starlight  計畫

https://www.deepspace.ucsb.edu/projects/starlight 


Directed Energy for Relativistic Interstellar Missions

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美國最強大新型雷射設施「宙斯」  
https://interestingengineering.com/innovation/us-fires-worlds-most-powerful-laser-ever

https://www.nbcrightnow.com/national/this-new-laser-packs-more-punch-than-all-earth-s-power-plants/article_3884d540-4cd4-5ebe-893a-d46ea150c4e1.html


25 quintillionths of a second. = 25 *10E-18 =25as
https://www.theverge.com/news/670781/university-of-michigan-zeus-laser-facility-two-quadrillion-watts-most-powerful


ZEUS =  Zettawatt Equivalent Ultrashort laser pulse System (ZEUS)

「京」字在數字中是大數10E16
 2,500 京分之一秒  1/(2500 *10E16) =  (1/25)* E-18 = 0.04 AS

quintillionths of a second = 1 as , which is 10⁻¹⁸ seconds

 2,500 京分之一秒 [[  這邊 翻錯啦 應該 25as , 1as =10E-18) . 說 1/2500京 會是 0.04 as ]]


密西根大學推出美國當前最強大、最尖端雷射設施「宙斯（ZEUS）」，近日開足馬力進行第一次正式實驗，於 2,500 京分之一秒內產生 2PW 功率脈衝，相當全球電力輸出 100 倍。宙斯（ZEUS）設施前身為 HERCULES 裝置，耗資 1,600 萬美元建造，近日不只創下最高功率輸出記錄，還幾乎是 HERCULES 裝置過去產生峰值功率 2 倍之高。ZEUS 類似 SLAC 國家加速器實驗室的 LCLS-II 設施，後者目前是世上最強大 X 射線直線加速器，LCLS 脈衝的單光子能量比 ZEUS 光子強約 20,000 倍，但 ZEUS 雷射峰值功率比 LCLS 的峰值功率高 2,000 倍。

近日 ZEUS 產生功率高達 2 PW 的脈衝，雖然僅持續 2,500 京分之一秒，但這瞬間巨大能量潛藏深遠科學潛力，有助推進材料、醫學成像、天體物理、量子物理、電漿科學領域研究。

ZEUS 技術基於長路徑氦氣氣體槽，當雷射撞擊氣體會產生電漿、自由電子與離子混合物，接著再利用尾隨場加速（wakefield acceleration）方法促進電子高速運動。今年晚些時候 ZEUS 準備執行「標誌實驗」，加速電子與朝相反方向行進的雷射脈衝正面碰撞，預計最大功率輸出可達 3 PW。
https://technews.tw/2025/05/22/petawatt-zeus-laser-facility-quintillionth/