O cometa Philae poderia ser recarregado por laser?

Poderia o cometa Philae pousar com um laser (ou possivelmente muitos lasers) da Terra? Meu pensamento seria apontar um ou mais lasers poderosos da Terra para o Philae para recarregá-lo através de seus painéis solares.

Outro pensamento seria aquecer uma pequena parte do cometa com um ou mais lasers, possivelmente fazendo com que o cometa girasse lentamente para uma posição em que a luz do sol caísse sobre o lander.

Alguma dessas idéias seria viável?

Poderia o cometa Philae pousar com um laser (ou possivelmente muitos lasers) da Terra?

Não.

Você pode fazer um raio laser com uma divergência bastante baixa - ou seja, um raio que permanece firme e paralelo por uma distância muito longa. No entanto, "uma distância muito longa" não é nada na escala cósmica.

O experimento Lunar Laser Ranging está usando lasers de alta potência focados em telescópios, lançando um feixe na Lua. A luz é refletida de volta à Terra por espelhos colocados lá pelo programa Apollo.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging_experiment

O problema é que, mesmo com todo o foco apertado na origem, dos 10 ^ 17 fótons iniciais em um pulso, apenas 1 volta ao detector. É muito difícil dizer que algo faz com que tudo volte, e muito menos carregar painéis solares com ele.

O cometa e Philae estão muito, muito mais distantes do que a Lua. Você não poderia projetar nenhuma densidade de energia útil a essa distância. Não com a tecnologia atual.

Eu só tenho tempo para uma resposta parcial, então vou discutir um pouco sobre a rotação do cometa.

Temos que fazer alguns cálculos com pressão de radiação , a força da luz sobre um objeto. Este pdf tem alguns bons cálculos iniciais, embora eles assumam que a fonte é esférica - o Sol. Nosso laser claramente não é. No entanto, o feixe irá divergir em uma distância tão longa, então terei que usar uma substituição (fornecida por CountIblis).$^1$

A força devido à pressão de radiação é onde é a intensidade, é a velocidade onipresente da luz e é a área na qual a força é aplicada . No entanto, , obtemos

$$F_{\text{rad}}=\frac{2I}{c}A$$ $I$$c$$A$ $$I=\frac{\text{power}}{4 \pi r^2}$$ $$F_{\text{rad}}=\frac{\text{power}\times A}{2 \pi r^2c}$$

O deve ser substituído (pela substituição do CountIblis) por Para um laser ideal, onde é o comprimento de onda é o diâmetro inicial do feixe. Vamos supor que nosso laser tenha uma potência de um megawatt - o laser COIL , de um Boeing YAL-1 , conforme a idéia de Randall Munroe . são muito do laser. Vamos supor também que nenhum poder seja perdido.$4 \pi$

$$\Omega=\pi \left(\frac{\alpha}{2}\right)^2$$ $$\alpha=2.44\frac{\lambda}{d}$$ $\lambda$$d$$1,000,000 \text{ watts}$

Para COIL, e . Isso fornece um de e, portanto, um de .$\lambda=1.315 \times 10^{-6}$$d=0.1016 \text{ meters}$$\alpha$$3.158070866 \times 10^{-5}$$\Omega$$7.83309915 \times 10^{-10}$

Atualmente, Philae está no cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko , que possui, em seu lado mais longo, uma área de superfície (lobos combinados) de cerca de . No entanto, fica a cerca de da Terra, que é . Sabendo que, para girar o cometa, precisamos aplicar força em apenas metade da área de um lado, descobrimos que esse laser aplicaria uma força de $19,370,000 \text{ meters}$$310,000,000 \text{ miles}$$4.9879 \times 10^{11} \text{ meters}$

$$F_{\text{rad}}=\frac{1,000,000 \text{ watts}\times 9,685,000\text{ meters}^2}{7.83309915 \times 10^{-10} \times 2.487914641 \times 10^{23} \text{ meters} \times 299,792,458 \text{ meters/second}}$$ $$=1.65771483 \times 10^{-10} \text{ Newtons}$$

Sim, não giraremos um cometa tão cedo. Vou tentar adicionar um pouco mais sobre a recarga do Philae a laser algum tempo depois. Eu acho que isso será muito mais plausível.

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$^1$ Infelizmente, não consigo encontrar nenhum cálculo sobre a propulsão a laser .