Nanofotonické plachty umožnia cestovať vo vesmíre takmer rýchlosťou svetla

Technológie
4

Jedného dňa v nie až takej vzdialenej budúcnosti môžu „svetelné“ plachty umožniť putovať vesmírom rýchlosťou približne 20 percent rýchlosti svetla (teda 60 000 km/s), pričom o pohon sa postará nie palivo, ale radiačný tlak vysokovýkonných laserov na Zemi. Pri takýchto relativistických rýchlostiach by nanosonda poháňaná svetelnou plachtou mohla dosiahnuť najbližšiu hviezdu (okrem Slnka) Alfa Centauri alebo najbližšiu známu potenciálne obývateľnú planétu Proxima Centauri b (obe vzdialené o niečo viac ako 4 svetelné roky) zhruba za 20 rokov.

Navrhnúť svetelnú plachtu je veľmi veľká technická výzva, ktorej splnenie sa zdá takmer nemožné. Ideálna svetelná plachta by totiž mala byť široká niekoľko metrov a dostatočne mechanicky pevná, aby odolala intenzívnemu žiareniu, ale hrubá len asi 100 nanometrov a jej hmotnosť by mala byť len niekoľko gramov. 

Ďalšie požiadavky vyplývajú z mechanizmu fungovania svetelnej plachty. Plachta by mala odrážať väčšinu žiarenia laserového lúča v oblasti blízkej infračervenému žiareniu, aby sa tak vytvoril potrebný tlak. Súčasne by mala vyžarovať aj žiarenie v strednej infračervenej oblasti na efektívne chladenie.

Nová štúdia, ktorú v časopise Nano Letters publikovali výskumníci Ognjen Ilic, Cora Went a Harry Atwater z Kalifornského technologického inštitútu v Pasadene, ukazuje, že nanofotonické heteroštruktúry by mohli spĺňať prísne požiadavky kladené na materiál potrebný na zhotovenie svetelnej plachty.

V predchádzajúcich výskumoch sa na takéto plachty používali materiály, ako je ultratenký hliník, rôzne polyméry a uhlíkové vlákna. Na rozdiel od týchto materiálov však nanofotonické štruktúry majú schopnosť manipulovať so svetlom v menších mierkach, než sú vlnové dĺžky žiarenia. Vďaka tomu môžu žiarenie odrážať aj vyžarovať. 

Vedci navŕšili na seba vrstvu kremíka a vrstvu oxidu kremičitého, ktorých kombinácia sa zdala veľmi sľubná pre ich vlastnosti. Kremík má veľký index lomu, takže sa dá použiť na efektívny pohon, ale má zlú schopnosť ochladzovania. Naproti tomu oxid kremičitý má dobré vlastnosti pri ochladzovaní, ale menší index lomu.

Svetelnú plachtu ako prví vyskúšali v roku 2010 japonskí vedci z JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Tá za šesť mesiacov úspešne dosiahla obežnú dráhu Venuše, poháňaná výhradne slnečným žiarením.

Teraz výskumníci pracujú na dizajne svetelných plachiet schopných väčšieho zrýchlenia, ktoré by mohli svojimi rýchlosťami konkurovať sondám s reaktívnym pohonom. Dali by sa tak eliminovať náklady na konvenčné palivá vo výške niekoľko miliárd dolárov. Hoci slnečné žiarenie je zadarmo, je pomerne slabé. Pole výkonných laserov by umožnilo oveľa rýchlejší pohon.  

Zdroj: phys.org.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
vesmir veda vyskum doprava buducnost raketa

4 komentáre

Rýchlosť svetla reakcia na: Nanofotonické plachty umožnia cestovať vo vesmíre takmer rýchlosťou svetla

14.9.2018 12:09
Zaujímavé informácie, ale titulok zavádzajúci.
Ono keby rýchlosť svetla išla tak pomaly, ako navrhované svetelné plachty, tak by sme na slnko museli dať svetelné čerpadlo, aby to svetlo k nám konečne došlo ;)
Reagovať

Buni reakcia na: Nanofotonické plachty umožnia cestovať vo vesmíre takmer rýchlosťou svetla

14.9.2018 00:09
Dovtedy, dokedy sa budete držať tzv. teórie relativity, dovtedy budete jazdiť len na autách a lietadlách; táto socialistická, čiže plagiátorská "teória" zastavila totiž vývoj. Prajem dlhú budúcnosť.
Reagovať

Navrhujem ... reakcia na: Nanofotonické plachty umožnia cestovať vo vesmíre takmer rýchlosťou svetla

13.9.2018 12:09
... dat autorovi clanku takmer celu vyplatu .... Urcite bude happy ... :D :D :D

A ak nahodou nebude, tak zopakoval zakladnu skolu ...
Reagovať

Takmer .-) reakcia na: Nanofotonické plachty umožnia cestovať vo vesmíre takmer rýchlosťou svetla

13.9.2018 05:09
20 percent je takmer rychlost svetla? Vam jebe?
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať