До Альфа Центаври за 20 років. Фізики пропонують замінити космічне паливо лазерним променем

Фізики з Техаського університету A&M вирішили, що час перестати возити в космос тонни вибухонебезпечного палива. Вони пропонують замінити його лазерним променем, скоротивши час подорожі до найближчої зірки з тисячоліть до скромних 20 років. У свіжому дослідженні команда вчених описала технологію, яка дозволяє підіймати в повітря та маневрувати мікроскопічними об'єктами виключно за допомогою світла. Жодних моторів, контактів чи палива — лише чиста фізика передачі імпульсу. Сама ідея світлового тиску не нова: ще століття тому вчені зрозуміли, що фотони, хоч і не мають маси спокою, несуть імпульс. Коли світло відбивається від дзеркала або поглинається ним, воно тисне на поверхню. NASA та JAXA вже випробували цю концепцію на сонячних вітрилах, але вони мали одну критичну ваду — ними майже неможливо було керувати. Ви могли штовхати вітрильник вперед, але спроба розвернутися або піти вбік часто нагадувала керування некерованим плотом посеред океану. Тонка нестабільність променя — і ваш зонд, замість Меркурія, летить кудись у бік Юпітера. Тут допоможуть розробки техасців — так звані «метаджети». Це крихітні пристрої, виготовлені з метаповерхонь — ультратонких матеріалів, вкритих наноструктурами. Весь фокус у тому, як ці нанопатерни розташовані на поверхні. Коли лазерний промінь потрапляє на такий матеріал, наноструктури перенаправляють світло під заданими кутами. За законом збереження імпульсу, зміна напрямку світла створює рівну за силою, але протилежну за напрямком реакцію. Фактично, світло стає реактивним струменем. Найцікавіше тут те, що маневреність закладена в саму конструкцію матеріалу, а не в положення лазера. В експериментах прототипи не просто зависали в повітрі ( левітували), а й одночасно рухалися вбік. Це дає повний тривимірний контроль, про який раніше розробники фотонних двигунів могли тільки мріяти. Звісно, поки що ми говоримо про об'єкти, тонші за людську волосину. Від лабораторного зразка до міжзоряного корабля — прірва, яку ще належить подолати. Щоб розігнати зонд до 20% швидкості світла ( а саме така швидкість потрібна, щоб дістатися Альфа Центаври за два десятиліття), знадобляться лазери неймовірної потужності та матеріали, які не випаруються під таким опроміненням. Крім того, наводити промінь на крихітну ціль, що летить у глибинах космосу за мільйони кілометрів, — це окремий інженерний виклик. Теги:   Космос Фізика NASA Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter