До Альфы Центавра за 20 лет — ученые разрабатывают мощный световой двигатель для ракеты

Алена Шевченко

Читати українською

"Метаджеты", работающие на световом двигателе, могут значительно ускорить путешествия по космосу.

Главные тезисы

Разработка светового двигателя для ракеты может значительно ускорить путешествия по космосу.
Новая технология с использованием лазеров на ультратонких устройствах позволяет маневрировать космическими аппаратами без физического контакта.

На "метаджете" до Альфы Центавра: ученые создают световой двигатель

Если мы хотим когда-нибудь исследовать другие солнечные системы, кроме нашей собственной, нам нужно будет значительно повысить нашу скорость в космосе. Используя обычные ракетные двигатели, путешествие в Альфу Центавра, ближайшую к нам звезду, заняло бы тысячи лет.

В то же время исследователи рассматривают свет как более быстрый, более дешевый и более стабильный способ движения, который в будущем может позволить сократить такой путь до нескольких десятков лет.

Исследователи из Техасского университета A&M продемонстрировали использование лазерных лучей для подъема и управления очень маленькими инженерными устройствами без физического контакта.

Идея использования света для движения объектов в космосе не нова. Частицы света, или фотоны, несут импульс, передающийся на поверхность объекта, создавая очень малую тягу. Технология уже применялась для солнечных парусов, использующих солнечный свет для движения небольших аппаратов в космосе, подобно тому, как ветер толкает парусные лодки по воде.

Новое исследование основывается на этой концепции, используя лазеры для перемещения целого космического аппарата в места назначения в далеком космосе. Ученые разработали устройства микронного масштаба, которые они назвали "метаджетами" — ультратонкие материалы размером меньше ширины человеческого волоса.

На устройствах нанесены крошечные узоры, действующие как линзы, помогая учёным контролировать поведение света при отражении от них.

Благодаря этой сложной конструкции учёные смогли контролировать передачу импульса, создаваемую лазерным лучом, управляя методжетами во всех трех измерениях.

Шоуфен Лан, доцент и директор лаборатории в Техасском университете A&M, объяснил в своем заявлении, что эффект похож на отскок мячика для пинг-понга от поверхности. Когда свет отражается от объекта, он передает импульс, толкая объект с небольшой, но измеряемой силой.

Эксперимент проводился в жидкой среде, чтобы компенсировать гравитацию и лучше наблюдать движение метжетов. Хотя устройства, используемые в эксперименте, невероятно малы, команда считает, что концепцию можно масштабировать для работы с большими объектами, если достаточно оптической мощности.

В отличие от других методов, управляющих объектом, формируя сам свет, этот новый подход встраивает управление непосредственно в материал через крошечные узоры, что позволяет более гибко генерировать силу. При этом сила зависит от мощности света, а не от размера объекта.

Исследователи считают, что их устройство однажды может быть адаптировано для использования в миссии Альфы Центавра, которая могла бы достичь звездной системы в относительно короткие сроки — около 20 лет.