Нанофотонные световые паруса можно будет разогнать до релятивистских скоростей

9 Сентября 2018, Илья Хель 28

Однажды, в не столь отдаленном будущем, световые паруса будут мчаться сквозь космос на скорости порядка 20% от световой (или 60 000 км/с), подталкиваемые не топливом, а давлением излучения мощных лазеров на Земле. Двигаясь с этими релятивистскими скоростями, световые паруса на лазерах могли бы достичь ближайшей соседней звезды (к Солнцу) Альфы Центавра, либо ближайшей потенциально обитаемой планеты Проксимы Центавра b, всего за 20 лет. Оба объекты находятся более чем в четырех световых годах от нас.


Однако проектирование световых парусов — сложная инженерная задача, требующая почти невозможного: идеальный световой парус должен иметь ширину в несколько метров и быть механически достаточно прочным, чтобы выдерживать интенсивное давление излучения, однако толщина его должна быть всего 100 нанометров и вес — несколько граммов.

Что такое световой парус и в чем сложность его создания

Другие требования вытекают из механизмов работы этих самых световых парусов. Согласно уравнениям Максвелла, свет обладает импульсом и может оказывать давление на объекты. Но световые паруса не просто подталкиваются давлением излучения, как обычный парус — силой ветра. Вместо этого давление рождается оттого, что световой парус отражает излучение. Поэтому оптимальный парус должен отражать большую часть излучения в лазерном луче ближнего инфракрасного спектра и одновременно с этим излучать в среднем инфракрасном спектре для эффективного охлаждения.

В новом исследовании, опубликованном в Nano Letters, ученые Огньен Илик, Кора Вент и Гарри Этуотер из Калифорнийского технологического института в Пасадене показали, что нанофотонные структуры могут обладать потенциалом удовлетворения строгих требований к материалу, из которого будут делать парус, способный путешествовать на околосветовых скоростях.

Если в предыдущих конструкциях использовались такие материалы, как сверхтонкий алюминий, различные полимеры и углеродное волокно, нанофотонные структуры могут манипулировать светом на субволновых масштабах, а значит одновременно решают вопросы эффективного отталкивания (отражения) и распределения тепла (излучения). В качестве примера ученые показали двуслойный сендвич из кремния и диоксида кремния, которые обладают заданными свойствами. Кремний обладает высоким индексом отражения — что выливается в эффективное движение, но плохо остывает, а диоксид кремния прекрасно остывает, но хуже отражает.

В будущем эту концепцию можно использовать для минимизации ограничений мощности лазера и размера лазерного массива.

Готовы встать под такой парус? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Нанофотонные световые паруса можно будет разогнать до релятивистских скоростей

28 комментариев Оставить свой

  1. macss

    А обратно будете добираться пешком!

    • Kvazar666

      macss, Обратно он по идее пошлет сигнал с информацией о прокстме б. Но я не верю в аыживаемость этого апарата, любая пищинка для него смеретельна.

    • AlexSandro

      macss, Билет в один конец!

  2. [email protected]

    20 лет, это очень долго. Где ВАРП движок?

    • kek1337

      [email protected], Жди 4 апреля 2064

      • psyb0t

        kek1337, К этому времени он туда-обратно с этим парусом слетает.

  3. [email protected]

    Опубликован доклад Пентагона о создании сверхсветового варп-двигателя

    28 май, 1:10 Наука



    Фото: Globallookpress.com

    Американские ученые готовят технологии, с помощью которых космические корабли смогут перемещаться на скорости выше 300 тысяч километров в секунду.

    Американские ученые готовы создать двигатель, который будет способен перемещать корабли в космическом пространстве со скоростью, превышающей световую. Соответствующий доклад под названием «Сверхсветовой двигатель, темная энергия и манипуляция иными измерениями» опубликовало разведывательное управление Пентагона. Сообщается, что документ ученые составили еще в 2010 году, однако свет материалы увидели лишь сейчас, сообщает ФАН.

    Публикация доклада позволяет говорить о том, что Пентагон всерьез заинтересовался FTL или сверхсветовыми технологиями. Как отмечают авторы документа, человечество стоит на пороге разгадки тайны фоновой энергии Вселенной. В будущем это поможет создать «экзотическую материю» для искривления пространства-времени и сверхбыстрого перемещения. В этом случае люди смогут путешествовать не только к другим планетам Солнечной системы, но и к другим звездным системам.

    — Наблюдения за пространством этого высшего измерения могут стать источником технологического контроля над плотностью темной энергии и в итоге могут сыграть огромную роль в развитии экзотических технологий движения, — говорится в тексте доклада.

    Впрочем, некоторые ученые — в частности, физик-теоретик Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического университета, — убеждены в том, что описанные в документе физические явления пока не могут быть применены на практике. Однако это не означает, что идеи безумны.

    • Dopamine
    • mahan

      [email protected], Рён тв?))

    • PROVOCATOR

      [email protected], Я тоже готов моздать такой двигатель.
      Согласно моей программе несколько неприменимых на практике физических явлений должны принести мне пару-тройку миллиардов финансирования, которые в будущем возможно помогут воплотить мои идеи в жизнь.
      Главная суть идеи - это безбедное существование для меня и моего окружения :)
      Пысы: согласен на откат ;)

      • Viktor12345

        PROVOCATOR, Звоните по номеру +7-916584сброс03

  4. Viktor12345

    Эх, а если бы на этот парус ещё как-нибудь напылить легкие фотогальванические (солнечные) панели. Такие чтоб и отражали - отталкивались светом, и поглощали - охлаждались, а заодно и давали бы энергию от лазера для приборов или крошечного ионного двигателя, чтоб ещё быстрее разгоняться.

  5. nkey500

    А если на него будут действовать излучения космические, повернет и улетит не туда

    • Viktor12345

      nkey500, Будет действовать, но это все просчитает суперкомпьютер и будут регулировать мощностью, спектром лазера, его углом отражения от паруса и периодичностью импульсов.

  6. Dinosaur

    А жесткое излучение солнца не превратит его в решето?

    • Viktor12345

      Dinosaur, Нет. Если сможет выдерживать прямые сфокусированные лучи мощнейшего лазера, то излучение Солнца пофиг. Тем более, он вроде обратно от Солнца полетит.

  7. neurocore

    Тормозить-то как

    • AMDRYZEN

      neurocore, Никак ,он просто мимо пролетит .

      • soso

        AMDRYZEN, Тормозить будут тем же лучом лазера, только реверсивным,
        Закачивать лазер будут темной отрицательной энергией, как и движок ВАРПа.

        • AMDRYZEN

          soso, Варп двигатель не существует )))

          • [email protected]

            AMDRYZEN, Да я и не говорю что он существует, существует только математическое решение уравнения Алькубьере.

        • Prox Vesor

          soso, предлагалось для торможения разделить парус на части - и передние части, ускоряясь - чтоб отражали луч назад, на основной аппарат , тормозя его

        • Viktor12345

          soso, хаха очень смешно

    • vladgans

      neurocore, пока не стоит задача тормозить.

  8. Timonius

    20лет туда, 4 года сигналом назад.. + Вероятность положительного исхода =>0 . Сомнительное удовольствие)

    • Pulsar541

      Timonius, Надо верить в успех , и тогда все получится :)

    • Viktor12345

      Timonius, Равно или больше нуля, а не меньше. Не обманывайте.
      А вот об удовольствии и целесообразности этого предприятия пусть думают специалисты астрономы и финансисты спонсоры.

  9. ARMINS

    Солнечный парус - тупиковая технология. Будущее за плазменным движителем мегаватных и гигаватных мощностей. Компактный я легкий ядерный реактор+улучшенный КПД+Долгоживущие компоненты=БУДУЩЕЕ

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.