&format=webp)
„Има многобройни предизвикателства, свързани с разработването на мембрана, която в крайна сметка би могла да се използва като светлинно платно. Тя трябва да издържа на топлина, да запазва формата си под налягане и да се движи стабилно по оста на лазерен лъч“, казва Атуотър.
„Но преди да можем да започнем изграждането на такова платно, трябва да разберем как материалите реагират на радиационното налягане от лазерите. Искахме да разберем дали можем да определим силата, която се упражнява върху мембраната, само чрез измерване на нейните движения. Оказа се, че можем“, добавя Атуотър.
Междузвездното пътуване отдавна е мечта, но достигането до звездите е изключително трудно.
Връзването на светлинното платно прави динамиката му сложна. Платното вибрира като батут при попадане на светлина. Тези вибрации се задвижват предимно от топлината на лазера, което затруднява изолирането на ефекта от радиационното налягане.
Екипът също така тества реакцията на платното към лазери под различни ъгли, симулирайки условията, с които би се сблъскало истинското светлинно платно в космоса. Така се имитира сценарий, при който платното не е идеално подравнено с лазерния източник, пише hicomm.bg.
Изследователи от института, ръководени от Атуотър, са създали система за изследване на изключително тънки материали, които ще се използват за изграждане на светлинни платна.
Нов проект приближава космическата общност към осъществяването на тази мечта. Инициативата Breakthrough Starshot има за цел да изпрати миниатюрни космически кораби до Алфа Кентавър, най-близката ни звездна система.
Те интегрират високочувствителен интерферометър в своя микроскоп, като поставят устройството във вакуумна камера. Това им позволи да измерят невероятно малките движения на миниатюрното платно, както и твърдостта на платното при натискане с лазер.
Тези свръхтънки платна биха могли да достигнат скорости, каквито досега не сме си представяли, но изграждането и тестването на тези платна е сложно начинание.
„Корабът със светлинни платна ще се движи по-бързо от всички предишни космически апарати, което може да открие междузвездни разстояния за директно изследване с космически апарати, които сега са достъпни само чрез дистанционно наблюдение“, обяснява Хари Атуотър от Калифорнийския технологичен иститут.
За да започне изследването си, екипът построява малък, привързан светлинен кораб в рамките на по-голяма мембрана. След това го облъчват с видим аргонов лазер, за да измерят радиационното налягане, като наблюдават движението на батута нагоре-надолу.
Интересното е, че космическите кораби ще използват иновативен метод за задвижване: светлинни платна. Тези видове отразяващи платна използват налягането от лазери или звездна светлина за задвижване на космически кораби.
Ключово нововъведение е използването на интерферометър с обща пътека. Този сложен инструмент позволява на учените да измерват малките движения на платното - до пикометри - като същевременно свеждат до минимум шума от околната среда.
Тяхното миниатюрно светлинно платно, изработено от силициев нитрид с дебелина само 50 нанометра, е предназначена за измерване на силата, упражнявана от лазери. Това включва измерване на невероятно фините движения на платното, когато то е ударено от лазерен лъч. Тези експерименти са важна първа стъпка към преминаването на разработването на светлинни платна от теория и дизайн към практически изпитвания и анализ на материалите.
Учените забелязват, че силата, упражнявана върху платното, е по-малка от предвидената, когато лазерът е насочен под ъгъл. Изследователите смятат, че това се дължи на факта, че част от наклонения под ъгъл лъч се удря в ръба на платното, разсейвайки част от светлината и намалявайки силата за движение напред. Екипът планира да използва нанонауки и метаматериали, за да контролира движението и въртенето на миниатюрно светлинно платно.
Последвайте канала на
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)
&format=webp)