Χρησιμοποιώντας ακόμη και τις πιο προηγμένες τεχνολογίες πρόωσης πυραύλων που είναι διαθέσιμες σήμερα, θα χρειαστούν δισεκατομμύρια δολάρια και εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια για να φτάσουμε στο πλησιέστερο αστρικό μας σύστημα, τον Άλφα Κενταύρου.
Ο ανιχνευτής του Άλφα Κενταύρου
Η λύση σε αυτό το πρόβλημα μπορεί να έρθει με τη μορφή ελαφριάς πρόωσης. Ένα διεθνές ερευνητικό έργο, το Breakthrough Starshot, ανακοίνωσε το 2016 ότι θα κατασκεύαζε ένα ανιχνευτή με ελαφρό πανί ικανό να φτάσει στον Άλφα Κενταύρου κατά τη διάρκεια της ζωής μας.
Τροφοδοτούμενο από εκατομμύρια λέιζερ, θα μπορούσε να πετάξει κοντά στην ταχύτητα του φωτός, φτάνοντας στο πλησιέστερο αστέρι μας σε 20 χρόνια. Ενώ αυτή η πρωτοβουλία αντιμετώπισε προβλήματα χρηματοδότησης - παρά την αρχική υποστήριξη 100 εκατομμυρίων δολαρίων από τον Mark Zuckerberg και άλλους - η ιδέα της ελαφριάς πρόωσης δεν εξαφανίζεται.
Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας έχει επιδείξει μια νέα προσέγγιση στην ελαφριά πρόωση. Το σύστημά τους μπορεί να σηκώσει και να κατευθύνει αντικείμενα σε πολλές κατευθύνσεις χωρίς φυσική επαφή.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι είναι πιο επεκτάσιμη από άλλες μεθόδους και θα μπορούσε κάποια μέρα να επιτρέψει μια αποστολή παρόμοια με αυτή που προτείνει το Breakthrough Starshot.
Τα πειράματα «Metajet» επιδεικνύουν πλήρη τρισδιάστατη ικανότητα ελιγμών
Η ομάδα παρουσίασε τη δουλειά της σε μια νέα εργασία με τίτλο «Οπτική πρόωση και αιώρηση μεταπετασμάτων». Σε αυτό, εξήγησαν πώς συσκευές κλίμακας μικρονίων που ονομάζονται «metajets» μπορούν να δημιουργήσουν ελεγχόμενη κίνηση με τη βοήθεια ακτίνων λέιζερ.
Οι metajet της ομάδας αποτελούνται από μεταεπιφάνειες. Πρόκειται για εξαιρετικά λεπτά υλικά χαραγμένα με μικροσκοπικά σχέδια. Με παρόμοιο τρόπο με έναν φακό, αυτά τα σχήματα επιτρέπουν στους επιστήμονες να ελέγχουν τη συμπεριφορά του φωτός που αναπηδά από τις συσκευές.
Σχεδιάζοντας προσεκτικά αυτές τις δομές, οι επιστήμονες μπόρεσαν να ελέγξουν τη μεταφορά της ορμής από το φως σε ένα αντικείμενο. Αυτό επέτρεψε στο αντικείμενο να κινηθεί, επιδεικνύοντας μια νέα μορφή ελαφριάς πρόωσης.
Εντυπωσιακά, τα metajet επιδεικνύουν πλήρη τρισδιάστατη ευελιξία. Αυτή είναι μια ικανότητα που δεν έχει επιτευχθεί ποτέ στο παρελθόν σε συστήματα οπτικής πρόωσης. Χρησιμοποιώντας ακρίβεια νανοκλίμακας, η ομάδα κατασκεύασε τις μεταεπιφάνειες στο Texas A&M AggieFab Nanofabrication Facility, με την υποστήριξη του Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) δοκίμασαν τις συσκευές πραγματοποιώντας πειράματα σε ένα ρευστό περιβάλλον που βοήθησε στην αντιστάθμιση των επιπτώσεων της βαρύτητας.
Κάνοντας πραγματικότητα τα ελαφροπροωθούμενα διαστημόπλοια
Οι metajets διαφέρουν από άλλα συστήματα σε μία βασική πτυχή. Ενώ άλλες μέθοδοι ελέγχουν τα αντικείμενα διαμορφώνοντας το φως, αυτή η προσέγγιση ενσωματώνει τον έλεγχο απευθείας στο ίδιο το υλικό. Σύμφωνα με την ομάδα του Texas A&M, αυτό επιτρέπει πιο ευέλικτη παραγωγή δύναμης και καλύτερη επεκτασιμότητα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι συσκευές της ομάδας έχουν μέγεθος μόνο δεκάδες μικρά, που σημαίνει ότι είναι μικρότερες από το πλάτος της ανθρώπινης τρίχας. Ωστόσο, καθώς η δύναμη που δημιουργείται από τους metajets εξαρτάται από τη δύναμη του φωτός και όχι από το μέγεθος της συσκευής, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η μέθοδός τους θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερα, μη μικροσκοπικά συστήματα.
Φυσικά, όλα αυτά θα εξαρτηθούν σε μεγάλο βαθμό από την παροχή επαρκούς οπτικής ισχύος, καθώς και από τη χρηματοδότηση που θα απαιτηθεί. Στην περίπτωση του Breakthrough Starshot, οι προσπάθειες για την κατασκευή των τεχνολογιών που απαιτούνται για την ελαφριά πρόωση σταμάτησαν φαινομενικά λόγω έλλειψης χρηματοδότησης.
Ωστόσο, το 2019, η αποστολή LightSaill 2 της The Planetary Society απέδειξε ότι η ελαφριά πρόωση χωρίς καύσιμα είναι μια βιώσιμη μορφή διαστημικού ταξιδιού για μικρά διαστημόπλοια.
Η ομάδα του Texas A&M επιδιώκει τώρα εξωτερική χρηματοδότηση για να δοκιμάσει τη μέθοδό της στο διάστημα. Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, θα μπορούσαν να παρέχουν μια επεκτάσιμη εναλλακτική λύση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους ελαφριάς πρόωσης.
Ένα μακρύ ταξίδι είναι μπροστά, αλλά το έργο τους μπορεί μια μέρα να επιτρέψει ένα ακόμη μεγαλύτερο ταξίδι - ένα επικό ταξίδι 4,37 ετών φωτός στο γειτονικό μας αστέρι.
www.worldenergynews.gr
