Как уплыть в межзвездное пространство, не растаяв

В новых исследованиях астрономы из Университета Пенсильвании и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе пришли к выводу, что если космический корабль должен выдерживать межзвездные путешествия, ключом к этому является световой парус с лазерным питанием, который вздувается во время ускорения и может выдержать свет миллиона солнц. требование.

Команда, вдохновленная парусными лодками и парашютами, взялась за разработку прототипа межзвездного паруса.

Принцип, лежащий в основе размера, формы и материала, заключается в создании паруса из нанотонкого материала.

Он будет включать в себя множество мощных лазеров, нести зонд размером с микрочип и двигаться со скоростью, составляющей пятую часть скорости света — достаточно быстро, чтобы добраться до Альфы Центавра примерно за 20 лет вместо 80 000 лет, которые потребовались бы ракете. Поездка.

Предотвращение разрыва или плавления паруса представляет собой серьезную задачу проектирования.

Ему потребуется прочность, чтобы выдержать почти непостижимую интенсивность света от лазеров, питающих судно. Исследователи опубликовали две статьи в журнале Нано буквы которые обрисовывают в общих чертах некоторые из этих основных спецификаций.

В одном документе подробно описывается конструкция парашютоподобных парусов. «Чтобы добраться до другой звезды в течение нашей жизни, потребуется релятивистская скорость или что-то близкое к скорости света», — сказал автор-корреспондент Игорь Баргатин.

«Идея легкого паруса витала в воздухе уже некоторое время, но мы только сейчас придумываем, как сделать так, чтобы эти конструкции выдержали путешествие.

«Очень тугой парус, будь то на парусной лодке или в космосе, гораздо более подвержен разрывам. Это относительно простая для понимания концепция, но нам нужно было провести сложную математику, чтобы показать, как эти материалы будут вести себя в таком масштабе».

Мэтью Кэмпбелл, ведущий автор статьи, добавил: «Лазерные фотоны наполняют парус так же, как воздух надувает пляжный мяч. И мы знаем, что легкие контейнеры под давлением должны быть сферическими или цилиндрическими, чтобы избежать разрывов и трещин. Подумайте о баллонах с пропаном или даже о топливных баках на ракетах».

Во второй статье объясняется, как наноразмерные узоры в световом парусе рассеивают тепло лазерных лучей в миллион раз ярче, чем солнце.

Расстояние между отверстиями соответствует длине волны света и длине волны теплового излучения, что позволяет парусу выдерживать мощный начальный толчок и сокращает время, в течение которого лазеры должны оставаться наведенными на цель.

«Если паруса поглощают даже малую долю падающего на них лазерного излучения, они нагреваются до очень высоких температур», — пояснил автор корреспондента Аасват Раман.

«Чтобы убедиться, что они не просто распадутся, нам нужно максимально увеличить их способность излучать свое тепло, что является единственным способом передачи тепла, доступным в космосе».

Соавтор Дип Джаривала добавил: «Несколько лет назад даже думать или проводить теоретическую работу над такой концепцией считалось надуманным.

Теперь у нас есть не только дизайн, но и дизайн основан на реальных материалах, доступных в наших лабораториях. Наш план на будущее — создавать такие структуры в небольших масштабах и тестировать их с помощью мощных лазеров».