Лазерный ионно-плазменный дотационный двигатель состоит из следующих основных компонентов:
1. Лазерный генератор: генерирует интенсивные лазерные импульсы.
2. Оптическая система: направляет лазерное излучение на цель.
3. Цель: обычно это топливная пеллета или тонкий слой топливного материала.
4. Лазерная абляция: лазерные импульсы вызывают абляцию цели в форме выброса сильно нагретых плазменных частиц.
5. Электростатический ускоритель: используется для ускорения ионов, образованных в плазме, до высоких скоростей.
6. Магнитная носовая система: направляет пучок ионов в нужном направлении, создавая тягу.
7. Трекер орбиты: контролирует движение ионов и поддерживает их в заранее заданной орбите.
8. Управляющая система: регулирует мощность лазера, частоту импульсов и другие параметры работы двигателя.
Лазерный ионно-плазменный дотационный двигатель работает по следующей схеме:
1. Лазерный генератор генерирует интенсивные лазерные импульсы.
2. Оптическая система направляет лазерные импульсы на цель (топливную пеллету или тонкий слой топливного материала).
3. Лазерная абляция. Лазерные импульсы вызывают абляцию цели, то есть удаление тонкого слоя материала с поверхности.
4. Абляция порождает сильно нагретую плазму (плазменные частицы), которая вырывается из цели.
5. Плазменные частицы подвергаются процессу ионизации, образуя положительно заряженные ионы.
6. Полученные ионы проходят через электростатический ускоритель, который увеличивает их скорость.
7. Ионы входят в магнитную носовую систему, где они направляются в нужном направлении, создавая тягу.
8. Управляющая система регулирует параметры работы двигателя, чтобы обеспечить требуемую тягу и эффективность.
Его основная часть — рубиновый стержень, обычно несколько миллиметров в диаметре и несколько сантиметров в длину. Его концы очень тщательно отполированы и покрыты слоем серебра. Слева — зеркало, которое полностью отражает свет, справа — зеркало, которое отражает большую часть света, но пропускает немного света. Стержень освещается сильным ультрафиолетовым светом.
Предположим, что в рубиновом стержне случайно появилась волна определенной длины, и бегущая горизонтально вправо. По мере продвижения через среду её амплитуда будет увеличиваться. Волна будет отражаться поочередно от правого зеркала и от левого зеркала. В результате возникнет волна, похожая на стоячую волну, заполняющая весь объем стержня. Часть этой волны выйдет через правое зеркало наружу — это и будет интересующее нас лазерное излучение. Должен действовать закон сохранения энергии — энергия этой волны происходит из энергии ультрафиолетового излучения, освещающего рубиновый стержень.