Uma caneta laser pode iluminar a lua?

A caneta laser pode iluminar facilmente a parede e o teto, deixando um “pequeno ponto” brilhante. Mas até onde pode brilhar? Você pode brilhar na lua? Podemos “iluminar” a lua com um laser? Vamos explorá-lo juntos hoje.

Até que ponto o ponteiro laser pode brilhar?

Ponteiro laser, também conhecido como apontador laser, é um dispositivo portátil de emissão de laser feito por meio do projeto, processamento e embalagem de módulos de laser semicondutores (diodos de laser).

Quando você usa um ponteiro laser, você deve ter essa experiência: quanto mais longe o objeto for irradiado, maior será a área do ponto e mais escura será a cor.

Não é difícil descobrir que, embora o laser seja uma luz altamente colimada, ele divergirá gradualmente à medida que a distância de propagação aumentar e o ar for espalhado, e o brilho diminuirá gradualmente.

Vamos pegar o ponteiro laser em forma de caneta comumente usado como exemplo. Seu poder é sobre 5 miliwatts (0,005 watts). A uma distância de 100 metros dele, a fonte de luz laser parece uma lâmpada de 100 watts a 0,91 metros de distância, o que é muito deslumbrante.

Fique mais longe e observe a luz que ele emite em um avião voando a uma altitude de cerca de 12.000 metros (supondo que não haja interferência de nuvens e neblina), o ponteiro laser será tão brilhante quanto a lua.

Observando de lugares mais distantes, como a Estação Espacial Internacional, o brilho do ponteiro laser cairá para a estrela mais brilhante do céu noturno.

Portanto, embora o ponteiro laser possa irradiar até o infinito em teoria, a distância de propagação real visível a olho nu é provavelmente apenas algumas centenas de quilômetros no máximo.

Um ponteiro laser pode iluminar a lua?

A altura média da Estação Espacial Internacional do solo é de 345 quilômetros, e a lua está a cerca de 380.000 quilômetros da Terra.

Se um ponteiro laser comum for usado para iluminar a lua e remover as barreiras da atmosfera, a luz emitida ainda pode atingir a superfície da lua, mas a luz será espalhada em uma área enorme, formando um “ponto” enorme e escuro que não podem ser reconhecidos pelo olho humano.

Portanto, “iluminar” a lua e “iluminar” a lua são coisas completamente diferentes. O ponteiro laser pode alcançar a lua sem nenhum problema, mas o ponto de luz deixado para trás é quase impossível de ser visto por nós.

Para iluminar a lua, nosso oponente é o sol - um enorme reator de fusão termonuclear. O sol converte 40 bilhões de toneladas de matéria em energia a cada segundo, o que equivale à explosão simultânea de um quatrilhão de bombas de hidrogênio.

Embora a lua esteja extremamente distante do sol (cerca de 400 vezes a distância entre a terra e a lua), o poder radiante do sol para a lua excede em muito a do ponteiro laser em nossas mãos.

De acordo com os cálculos, mesmo que todos no mundo estejam brilhando na lua com um ponteiro laser ao mesmo tempo, o brilho do ponto ainda é inferior a um bilionésimo da luz da lua.

Parece que o ponteiro laser sozinho não pode iluminar a lua. Felizmente, temos muitos transmissores a laser que são muito mais poderosos que os ponteiros a laser.

Como iluminar a lua com um laser?

Por razões de segurança, a potência dos lasers civis é muitas vezes muito baixa (geralmente não mais do que 1 watt), enquanto o poder das armas laser militares é muito maior.

Já na década de 1960, as pessoas desenvolveram mísseis guiados por laser. Com o desenvolvimento da tecnologia laser, o laser mudou gradualmente de um “navegador” para uma arma em si.

Atualmente, as armas a laser estão amplamente preocupadas com sua flexibilidade, portabilidade, segurança, eficiência e baixo custo. Eles são considerados uma das principais tecnologias no campo de batalha no futuro.

A Força Aérea dos EUA uma vez derrubou com sucesso dois mísseis de teste com um jato jumbo 747 equipado com um laser químico de iodo-oxigênio de “classe megawatt” YAL-1.

A potência média do YAL-1 é superior a 100kW e só pode ser lançada por 3-5 segundos de cada vez, o que é suficiente para causar danos a qualquer alvo em um raio de 100 quilômetros.

Se você não contar o custo, usando 5 bilhões de YAL-1s para iluminar a lua ao mesmo tempo, podemos fazer a lua atingir seu brilho normal em alguns segundos e iluminar a lua minguante em lua cheia.

É uma pena que o YAL-1 emita lasers infravermelhos, que não podem ser vistos pelos olhos humanos. Para apreciar a “lua cheia” artificial, você deve usar equipamento de observação infravermelho.

Também podemos ser mais ousados. Atualmente, o dispositivo a laser mais poderoso do mundo é a Plataforma de Teste de Ignição Rápida (LFEX) localizada em Osaka, Japão. A potência do laser ultravioleta emitido por ele chega a um petawatt, que é mil vezes a capacidade global de geração de energia.

Esse tipo de dispositivo geralmente é usado para experimentos em campos como a fusão nuclear. Se houver um laser visível com a mesma potência, apenas um é necessário, e podemos brilhar a lua tão brilhante quanto de costume.

É uma pena que o laser LFEX possa emitir apenas 1 picosegundo (um trilionésimo de segundo) de cada vez. Mesmo que possamos ver a luz ultravioleta, é tarde demais para capturar o momento em que a lua está iluminada.

Se nós, independentemente do custo, permitirmos que todos no mundo tenham um super laser LFEX e brilhem na lua ao mesmo tempo, o que acontecerá?

Este feixe de luz aquece a atmosfera em plasma antes de deixar a Terra, e então a superfície começa a queimar.

Depois de irradiar a lua, a lua ficará milhares de vezes mais brilhante do que o normal, e as rochas na superfície da lua serão aquecidas a um estado incandescente em 2 minutos.

Felizmente, nossa tecnologia não pode fornecer uma quantidade tão grande de energia, e esses experimentos só podem ficar na imaginação. Em geral, iluminar a lua com lasers ainda é um desejo inatingível.

Vale ressaltar que embora laser de alta energia têm uma energia enorme, têm especificações de uso estritas e operadores profissionais, e geralmente são mais seguros; pelo contrário, os lasers usados diariamente são propensos ao perigo.