Echipa de cercetare de la Texas A&M University a demonstrat utilizarea fasciculelor laser pentru a ghida dispozitive miniaturale fără contact fizic, cu potențialul de a transforma propulsia spațială bazată pe lumină. Rezultatele studiului au fost publicate recent în revista Newton, sugerând posibilitatea dezvoltării unei metode scalabile pentru misiuni spre Alpha Centauri.
Propulsia cu lumină și obiectivele de călătorie în spațiu
Utilizarea fenomenului de transfer de impuls al fotonilor pentru propulsie nu este nouă. Vehiculele mici, precum velierele solare, utilizează deja lumina Soarelui pentru a se deplasa în spațiu. Cercetările actuale avansează acest concept, vizând impingerea unei nave spațiale mai mari către destinații din spațiul îndepărtat.
Dispozitive miniaturale pentru controlul luminii
Cercetătorii au creat dispozitive microscopice, denumite „metajeturi”, realizate din materiale ultrafine, mai subțiri decât un fir de păr uman. Acestea sunt gravate cu modele minuscule acționând ca lentile, permitând controlul precis al modului în care lumina reflectată interacționează cu suprafața lor.
Controlul și ghidarea în trei dimensiuni
Prin acest design, echipa a reușit să controleze transferul de impuls al fasciculului laser în toate cele trei dimensiuni. Această manevrabilitate avansată nu a mai fost atinsă anterior în studiile privind sisteme de propulsie bazate pe lumină.
Importanța experimentului și potențialul pentru misiuni interstelare
Shoufeng Lan, profesor asistent și director de laborator, explică efectul fiind asemănător cu ricoșeul unei mingi de ping-pong de pe o suprafață. În experiment, dispozitivele sunt plasate într-un mediu fluid pentru a compensa gravitația și a facilita observarea mișcării.
Cercetătorii consideră că, deși dispozitivele sunt mici, această tehnologie poate fi extinsă pentru a mișca obiecte mai mari, cu condiția să se dispună de suficientă putere optică. Controlul direct în material, prin modelele micro, permite generarea forței în funcție de puterea luminii, nu de dimensiunea obiectului.
Perspective de utilizare în viitoare misiuni spațiale
Echipa speră că aceste dispozitive, adaptate pentru spațiu, vor putea fi utilizate într-o misiune spre Alpha Centauri, cu o posibilitate de ajungere în circa 20 de ani. Între timp, cercetările continuă în testarea echipamentelor în medii de microgravitație pentru a evalua comportamentul în condiții de spațiu.
- Studiul a fost publicat în revista Newton.
- Dispozitivele, denumite metajeturi, sunt realizate din materiale subțiri și gravate cu modele minuscule.
- O posibilitate de splendere în propulsie nelipsită de combustibil convențional a fost exemplificată de un experiment recent al Agenției Spațiale Europene, ce a implicat un fascicul laser asupra aerogelurilor din grafen.