Ερευνητική ομάδα της NASA πέταξε τα πρώτα αεροσκάφη με λέιζερ

Από σελίδα της NASA και του NewScientist, 10 Οκτωβρίου 2003

Ένα πρωτότυπο αεροσκάφος που τροφοδοτείται απλώς από ένα επίγειο λέιζερ πέταξε δοκιμαστικά στο Ερευνητικό Κέντρο Πτήσεων Dryden της NASA στην Καλιφόρνια με τη βοήθεια και του Πανεπιστημίου της Αλαμπάμα στο Huntsville.

Το αεροπλάνο, που έχει μήκος 1.5 μέτρων και ζυγίζει ακριβώς 310 γραμμάρια, χρησιμοποιεί φωτοβολταϊκές κυψέλες για να μετατρέψει την ενέργεια από την υπέρυθρη ακτίνα του λέιζερ σε ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει με ενέργεια την προπέλα.

Είναι γνωστό ότι σε κάθε σκάφος υπάρχουν καύσιμα για την προώθησή του, αλλά μια ομάδα ερευνητών από το διαστημικό κέντρο πτήσης Dryden της NASA στην Καλιφόρνια, και το Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Χούντσβιλ προσπαθεί να μεταβάλλει τον παραδοσιακό τρόπο τροφοδοσίας των αεροσκαφών.

Αυτή η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε και πέταξε ένα, μικρής κλίμακας, αεροσκάφος που πετά απλώς με τη βοήθεια της προωστικής ενέργειας που προσφέρεται από ένα αόρατο, επίγειο λέιζερ. Το λέιζερ παρακολουθεί τα αεροσκάφη κατά την πτήση τους, κατευθύνοντας την ακτίνα του προς τις ειδικά σχεδιασμένες φωτοβολταϊκές κυψέλες που βρίσκονται πάνω στο σκάφος, τροφοδοτώντας με ισχύ τον προωστήρα του αεροπλάνου.

"Το σκάφος θα μπορούσε να συνεχίσει την πτήση εφ' όσον η πηγή της ενέργειας, που σε αυτήν την περίπτωση είναι η ακτίνα λέιζερ, είναι συνεχής," εξηγεί ο Robert Burdine, διευθυντής προγράμματος λέιζερ, στο Marshall, για την δοκιμασία.

"Είναι η πρώτη φορά που ένα αεροπλάνο έχει τροφοδοτηθεί μόνο από την ενέργεια από το φως ενός λέιζερ. Είναι πραγματικά μια καινούργια σελίδα για την αεροπορία", λέει ο Burdine.

Το αεροπλάνο, έκτασης 1.5 μέτρου και βάρους μόνο 310 γραμμάρια, κατασκευάζεται από ένα ειδικό ελαφρύ ξύλο του δέντρου μπάλσα, σωλήνωση με ίνες άνθρακα και είναι καλυμμένο με ένα ειδικό σελοφάν, το Mylar.

Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στο Dryden, το αεροσκάφος είναι ένα είδος, ραδιο-ελεγχόμενου πρότυπου αεροπλάνου. Ένα ειδικό πάνελ φωτοβολταϊκών κυψελών, που επιλέχθηκαν και δοκιμάστηκαν από τις συμμετέχοντες ομάδες στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Χούντσβιλ, σχεδιάστηκε για να μετατρέψει αποδοτικά την ενέργεια από το λέιζερ σε ηλεκτρική ενέργεια ώστε να τροφοδοτηθεί ένας μικρός ηλεκτρικός κινητήρας που περιστρέφει την προπέλα.

Η ίδια ομάδα έκανε και μιαν άλλη σειρά πτήσεων επίδειξης μιας παρόμοιας διάταξης το 2002, αλλά χρησιμοποιώντας τότε έναν θεατρικό προβολέα ως πηγή ενέργειας. Οι πρόσφατες πτήσεις στο κέντρο πτήσεων Marshall είναι η πρώτη γνωστή επίδειξη της πτήσης αεροσκάφους, που τροφοδοτείται από ένα επίγειο λέιζερ.

Η επίδειξη αυτή είναι το πρώτο βήμα για να μπορέσουμε να ακτινοβολήσουμε ενέργεια σε ένα αεροπλάνο που είναι ψηλά. Χωρίς να υπάρχει ανάγκη για καύσιμα ή μπαταρίες, ένα τέτοιο αεροπλάνο θα μπορούσε να φέρει ειδικό επιστημονικό ή τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό και να μένει σε πτήση όσο χρειαζόμαστε το σκάφος. Η ιδέα αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί πιθανώς για εμπορικές εφαρμογές πάνω από πόλεις για τηλεπικοινωνιακούς σκοπούς ή για το διαδίκτυο σύμφωνα με τον David Bushman, υπεύθυνο προγράμματος στο Dryden.

Ένα πιθανό πρόβλημα για ένα αεροπλάνο που τροφοδοτείται από ένα επίγειο λέιζερ είναι να σταματήσει η να φθάνει η ακτινοβολία, λόγου χάριν, από την παρεμβολή ενός άλλου αεροσκάφος ή λόγω εξασθένισης της από τα σύννεφα. Ο Berg είπε ότι αυτό μπορεί να αποτραπεί από την ανάπτυξη πολλαπλάσιων λέιζερ στο έδαφος, που σημαίνει ότι εάν το ένα λέιζερ εμποδίζεται, τα άλλα θα μπορούν να διατηρήσουν τον ανεφοδιασμό της ενέργειας χωρίς πρόβλημα.

Ένα τέτοιο κατανεμημένο σύστημα, επίσης, σημαίνει ότι κάθε μεμονωμένο λέιζερ θα μπορούσε να είναι λιγότερης ισχύος, μειώνοντας οποιοδήποτε πιθανό κίνδυνο από τις ακτίνες σε άλλα αεροσκάφη ή πουλιά.

Οι ερευνητές έσβησαν την ακτίνα του λέιζερ, κατά τη διάρκεια των εσωτερικών πτήσεων δοκιμής, κι έτσι το αεροπλάνο γλίστρησε προς το έδαφος.

Η χρησιμοποίηση των λέιζερ, ή άλλων ακτίνων με ενέργεια, σε αεροπλάνα, βλήματα ή ακόμα και σε  δορυφόρους έχει συζητηθεί για πολλές δεκαετίες. Αλλά δεν είχε μέχρι σήμερα δοκιμαστεί.

Τον Οκτώβριο του 2000, ένα μικρό ελλειπτικό βλήμα, σε μέγεθος μιας μικρής μπάλας πυροδοτήθηκε 70 μέτρα στον αέρα χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα. Η δοκιμή διευθύνθηκε από το στρατό των ΗΠΑ στο Νέο Μεξικό.

Και τον Ιούνιο του 2002, ερευνητές από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Τόκιο, ανήγγειλαν ότι είχαν χρησιμοποιήσει ένα λέιζερ για να εξατμίσουν νερό πίσω από ένα μικροσκοπικό χάρτινο αεροπλάνο, που το ανάγκασε να κινηθεί μπροστά.