Юный техник 1978-09, страница 32
НОВАЯ РОЛЬ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С помощью лазеров уже получены мощности порядка 1012 Вт, но в течение очень коротких промежутков времени, меньше 10—10 с. Почему так? Оказывается, обычный лазер нельзя заставить работать со значительной мощностью сколько-нибудь длительное время из-за перегрева. Как и всякая машина лазер имеет коэффициент полезного действия меньше 100%. Не вся энергия, запасенная на лазерных уровнях в молекуле или атоме, переводится в свет, 70—80% ее уходят на нагрев. Значит, мощным лазерам необ ходимы мощные быстродействующие охлаждающие системы. Однако в настоящее время нет способов быстрого охлаждения твердых тел и газов. Тело может охлаждаться либо за счет излучения, либо за счет теплопроводности; оба эти процесса обладают довольно малыми скоростями. Скорость же нагрева практически не ограничена. Есть ли выход из положения?.. На выручку физикам пришли... ракетные двигатели. Вспомните, ракетный двигатель — такое устройство, где тепло само себя непрерывно выносит из сопла со сверхзвуковыми скоростями и в больших количествах. Так, мощность двигателей ракеты-носите-ля «Восток», к примеру, составляла 15 млн. кВт. Такой мощности вполне хватит для охлаждения любого лазера. Чтобы ракетный двигатель был еще и лазером, оказывается, нужно не так много. Продуктами сгорания должны быть азот, углекислый газ и вода. Все углево- ность излучения. Для снижения нагрева служит буферный газ, например гелий, который, сталкиваясь то с молекулами двуокиси углерода, то с холодными стенками кюветы — стеклянного сосуда, в котором вся эта смесь газов находится, — понижает общую температуру. Теперь мы знаем достаточно, чтобы понять, как в принципе работает лазер с солнечной накачкой. Приемником солнечных лучей является цилиндрическое зеркало с площадью около 2 м2. В фокусе этого зеркала помещается длинная стеклянная кювета квадратного сечения, в которой находится смесь газов брома, гелия и углекислого газа. Молекулы брома, поглощая солнечную энергию, возбуждаются. Соударяясь с молекулами углекислого газа, они передают свое возбуждение им. Молекулы углекислого газа, возвращаясь в исходное состояние, будут генерировать электромагнитное излучение в инфракрасной части спектра. Основное отличие солнечного лазера от уже привычных нам твердотельных и газовых прежде всего в том, что он не зависит от привычных источников энергии Его питает солнце. Многие специалисты предсказывают солнечному лазеру большое будущее. Например, его можно использовать для движения дирижаблей, аэростатов и других летательных аппаратов легче воздуха. Элегаз — ближайший родственник обычного гелия — очень 30 |
