Как свет передаёт предмету толчок
Свет переносит не только энергию, но и импульс — физическую величину, связанную с движением. Поэтому, когда частица света поглощается поверхностью, она передаёт ей свой импульс. При отражении свет меняет направление, и поверхность получает ответный толчок: импульс излучения изменяется, а у предмета — соответственно.
Миллиарды таких микроскопических воздействий вместе создают давление света. Оно не зависит от того, нагревается ли поверхность: это механическое действие самого излучения. Нагрев может возникать параллельно, когда поглощённая световая энергия превращается в тепло.
Почему толчок трудно заметить
На обычный предмет давит свет лишь очень слабо, а трение и другие силы вокруг обычно намного заметнее. Поэтому солнечный луч не сдвинет ощутимо лежащую на столе бумагу. Но в космосе, где почти нет сопротивления воздуха, небольшой постоянный толчок может накапливаться и менять движение аппарата.
Сила зависит и от того, что происходит со светом у поверхности. Поглощение передаёт предмету импульс падающего света; отражение может передать больше, потому что луч уходит обратно, а значит, сильнее меняет свой импульс.
Как работает солнечный парус
Солнечный парус — большая лёгкая поверхность, которая принимает давление солнечного света и постепенно разгоняет космический аппарат. В отличие от паруса на Земле, он ловит не поток воздуха, а поток излучения. Толчок невелик, поэтому разгон происходит постепенно; зато для него не нужно постоянно выбрасывать топливо, чтобы создавать тягу.
Так свет, который в быту кажется лишь источником освещения и тепла, способен понемногу менять траекторию аппарата — просто продолжая падать на его парус.
