|
Технология легких парусов — это увлекательная концепция и шаг вперед в развитии ракетных двигателей. Возможно, он не такой большой и впечатляющий, как «Сатурн V», «Спейс Шаттл» или новая ракета «Звездный корабль», но когда дело доходит до путешествий среди звезд, легкие паруса могут быть просто ответом. И какой лучший материал для постройки парусов, чем то, что заставляет меня повторять это снова и снова: фотонные кристаллы. Это звучит прямо из эпизода «Звездного пути», но новая статья исследует их осуществимость. Идея легких парусов на самом деле довольно проста. Вместо тканевого паруса, прикрепленного к кораблю, который использует силу ветра, легкие паруса используют силу света для продвижения космического корабля через космос. Они полагаются на давление фотонов, испускаемых мощным источником света, например лазером, для создания низкой тяги. Идея состоит в том, что фотоны света несут импульс и оказывают силу, когда отражаются от поверхности. Развернув большие сверхтонкие паруса из светоотражающего материала, такого как майлар — того же сорта, который обычно используется в любительской астрономии для наблюдения за Солнцем, — космический корабль можно толкать вперед, медленно ускоряясь, но в конечном итоге достигая ошеломляющих скоростей. Хотя легкие паруса не могут поднять космический корабль с земли на орбиту после его выхода в космос, длительное медленное ускорение является очень эффективным способом путешествия в космосе.
|
|
Это не просто научная фантастика, проект Starshot Breakthrough стал лидером в области разработки космического корабля для отправки людей на Проксиму Центавра (4,3 световых года от нас) за человеческую жизнь. В статье, недавно опубликованной на сервере препринтов arXiv командой под руководством Цзинь Чанга, исследуется возможность создания нового материала для легких парусов, известного как фотонные кристаллы, изготовленные нанотехнологиями. Эти кристаллы представляют собой оптические наноструктуры (между микроскопическими и молекулярными масштабами), показатель преломления которых периодически меняется. Они встречаются в природе в животном мире, например, в отражающей природе глаз кошек и собак. Команда показывает, как фотонный кристалл нитрида кремния с тонкой кремниевой мембраной может достичь высокого уровня отражательной способности в диапазоне длин волн от 1300 до 1500 нм, необходимого для легких парусов. Потенциал парусов значителен, поскольку технологии производства способны масштабироваться до нескольких метров, что вполне может подготовить почву для, наконец, если не медленного, отправки людей через галактику.
|
