Научный прорыв позволит долететь до Альфа Центавра: что сконструировали ученые

Об этом пишет SciTechDaily.

С момента своего запуска в 1977 году космический зонд "Вояджер-1" пролетел 24,9 млрд км от Земли. Несмотря на впечатляющую цифру, такое расстояние составляет всего 1% пути к Альфа Центавра – ближайшей к Солнцу звезде. Для того, чтобы достичь ближайших звезд, человечеству придется построить корабль, который сможет двигаться быстрее, чем все, что было построено до сих пор.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Многообещающим решением этой проблемы является "световой парус" – тонкая отражающая пластина, которая использует давление света для движения, подобно тому, как ветер толкает парусную лодку. По сравнению с обычными двигательными установками световые паруса могут значительно сократить время путешествия к близлежащим звездам, потенциально сократив его с тысяч лет до нескольких десятилетий.

Недавно ученые из Университета Брауна и Делфтского технического университета (TU Delft) создали новый метод проектирования и создания сверхтонких, высокоотражающих мембран световых парусов. Прототип имеет 60 миллиметров в поперечнике, но всего 200 нанометров в толщину — в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Поверхность аппарата покрыта миллиардами крошечных отверстий в наномасштабе, что снижает вес и повышает отражательную способность, делая его более эффективным для ускорения с помощью света.

"Экспериментальный прорыв команды доказывает, что их процесс изготовления масштабируется до размеров, необходимых для межзвездных путешествий, и может быть выполнен экономически эффективным способом", — говорит руководитель исследования из Школы инженерии Брауна Мигель Бесса.

Прорыв может стать значительным шагом к осуществлению таких проектов, как Starshot Breakthrough. Его цель заключается в том, чтобы использовать наземные лазеры для питания сотен метровых световых парусов, несущих космические аппараты размером с микрочип. Исследователи говорят, что этот новый дизайн светового паруса можно довольно легко масштабировать до метрового масштаба, и с приемлемой ценой.

Для создания конструкции ученые использовали однослойный нитрид кремния – это легкий и высокопрочный материал, который отлично подошел для светового паруса. Далее ученые сосредоточились на том, чтобы увеличить его отражательную способность, но при этом, уменьшив вес паруса.

Процесс оптимизации включал проектирование рисунка наноразмерных отверстий — миллиардов из них на поверхности материала с диаметрами меньше длины волны света. Команда использовала новый метод искусственного интеллекта, который они разработали, чтобы оптимизировать форму и расположение отверстий для повышения отражательной способности и снижения веса.

Обычно изготовление такого паруса заняло бы до 15 лет, но новый метод позволил ученым содать прототип всего за день и в тысячи раз дешевле.