Главные высшие учебные заведения США, включая Пенсильванский университет и Калифорнийский технологический институт, сделали революционный шаг в изучении межзвёздной среды. Об этом сообщает One.uz.
Учёные создали первый рабочий прототип светового паруса, способного преодолевать межзвёздные расстояния. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, это устройство, движущееся под действием лазерных лучей, способно разгонять межзвёздные корабли до неслыханных скоростей.
Новая технология изготовлена из сверхтонких наноламинированных материалов, которые одновременно обладают высокой отражательной способностью и эффективным тепловым излучением. В настоящее время, используя традиционные химические ракетные топлива, на достижение ближайшей к нам звездной системы — Альфа Центавра — требуется не менее 75 000 лет.
Однако предложенный подход способен сократить этот срок до продолжительности человеческой жизни. Согласно плану, массив巨型 лазеров, расположенных на Земле, будет направлять мощный луч на маленький зонд в межзвёздной среде.
В результате аппарат массой всего грамм сможет ускоряться до 20% скорости света и достичь звездной системы за 20 лет. Технические решения и проблема прочности
Главной проблемой при реализации этого проекта было найти материал, способный выдерживать интенсивное давление и нагрев от мощных лазерных лучей.
Обычные материалы при такой высокой нагрузке испаряются или разрушаются за секунды. Инженеры решили эту проблему, разработав трёхслойную специальную структуру.
Основа паруса — это эффективный отражатель инфракрасного излучения из дисульфида молибдена, защищённый слоями оксида алюминия с обеих сторон. Такая конструкция не только обеспечивает отражение света, но и отводит избыточное тепло в окружающую среду, подобно радиатору.
Для повышения механической прочности учёные вдохновились природой и использовали метод гофрирования в виде шестиугольной, или гексагональной, структуры. Микроскопические выступы в форме столбиков увеличивают сопротивление материала изгибу и разрыву в несколько раз, не увеличивая его массу.
Лабораторные испытания показали, что созданный парус, несмотря на то, что он в сто раз легче обычного листа бумаги, способен отражать более половины падающего лазерного излучения. Перспективы будущего
На данный момент этот прототип считается единственным технологическим решением, пригодным для сверхбыстрых космических полётов.
Как подчеркивают исследователи, данная разработка открывает новую эру в изучении межзвёздной среды. В будущем специалисты планируют further улучшить термическую стабильность этого материала, наладить его массовое производство и обеспечить механическую целостность во время длительных полётов.
Такие достижения приближают мечту человечества о отправке зондов в другие звездные системы и изучении тайн межзвёздной среды к реальности.
