Jeszcze daleka droga do gwiazd

Naukowcy z Caltech opracowali, na razie teoretycznie, sposób wprowadzania w stan lewitacji i napędzania obiektów za pomocą jedynie światła. Praca jest krokiem w kierunku stworzenia statku kosmicznego, który mógłby dotrzeć do najbliższej planety poza naszym układem słonecznym w ciągu 20 lat, zasilany i przyspieszany tylko przez światło.

Kilkadziesiąt lat temu rozwój tak zwanych pęset optycznych umożliwił naukowcom poruszanie i manipulowanie małymi obiektami, takimi jak nanocząsteczki, przy użyciu ciśnienia radiacyjnego z silnie skupionej wiązki światła laserowego. Prace te zostały uwieńczone zdobyciem Nagrody Nobla z 2018 roku w dziedzinie fizyki. Jednak pęsety optyczne są w stanie manipulować bardzo małymi obiektami i tylko na bardzo krótkich odległościach.

Ilic Ognjen , autor badania, podaje analogię: Można utrzymywać w powietrzu piłkę do ping-ponga za pomocą stałego strumienia powietrza z suszarki do włosów. Ale to nie działałoby, gdyby piłka do ping ponga była zbyt duża, lub jeśli była zbyt daleko od suszarki do włosów.

Dzięki tym nowym badaniom okazuje się, że za pomocą wiązki światła można manipulować obiektami o wielu różnych kształtach i rozmiarach – od mikrometrów do metrów. Kluczem jest stworzenie specyficznych nanoskalowych wzorów na powierzchni obiektu. Wzór taki oddziałuje ze światłem w taki sposób, że obiekt może się sam wyprostować, gdy zostanie wytrącony z równowagi, tworząc moment skręcający, utrzymujący go w wiązce światła. W związku z tym nie trzeba używać silnie skupionych wiązek laserowych.  Źródło światła może być również oddalone o miliony kilometrów a to prowadzi do idei zastosowania techniki do stworzenia napędu statków kosmicznych nowej generacji.

Teoretycznie ten statek kosmiczny mógłby być zaopatrzony np. w żagiel (na którym wytworzono nanoskalowe struktury takie jak rezonatory fotoniczne) i przyspieszany przez laserową wiązkę światła bezpośrednio z  Ziemi. Bez konieczności magazynowania paliwa, statek kosmiczny byłby lekki, co pozwoliłoby mu na osiąganie bardzo wysokich, nawet relatywistycznych prędkości.

 

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz