Световая тяга на метаповерхностях открывает путь к межзвёздным полётам

Исследователи из Техасского университета A&M продемонстрировали новую систему светового движения, которая может сделать возможными межзвёздные миссии в течение человеческой жизни. Учёные создали микроскопические устройства под названием «метаджеты», которые используют лазерные лучи для подъёма и управления объектами в трёх измерениях без физического контакта.

Эта технология основана на метаповерхностях — ультратонких материалах с наноразмерными узорами, которые контролируют передачу импульса от света к объекту.

Метаджеты размером в десятки микрон (меньше толщины человеческого волоса) демонстрируют полную трёхмерную манёвренность — способность, ранее недостижимая в оптических системах движения. В отличие от других методов, которые управляют объектами путём изменения светового потока, этот подход встраивает контролирующие инструменты непосредственно в материал, что обеспечивает более гибкое приложение силы и лучшую масштабируемость.

Устройства были изготовлены в лаборатории AggieFab Nanofabrication Facility при поддержке Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES) и испытаны в жидкой среде для компенсации гравитации.

Эта разработка может стать ключом к реализации миссий, подобных Breakthrough Starshot — международному проекту, объявленному в 2016 году, который предлагал использовать световые паруса для достижения системы Альфа Центавра за 20 лет. Хотя Breakthrough Starshot столкнулся с проблемами финансирования, несмотря на первоначальную поддержку в $100 млн от Марка Цукерберга (Mark Zuckerberg) и других, идея светового движения продолжает развиваться. В 2019 году миссия LightSail 2 Планетарного общества доказала жизнеспособность бестопливного светового движения для малых космических аппаратов.

Исследовательская группа под руководством доктора Шоуфэн Лана (Dr. Shoufeng Lan), доцента и директора Лаборатории передовой нанофотоники, сравнивает эффект с отскоком шариков для пинг-понга от стола, где свет передаёт небольшую, но измеримую силу объекту. Поскольку сила, генерируемая метаджетами, зависит от мощности света, а не от размера устройства, метод может применяться и к более крупным системам.

Техасская команда сейчас ищет внешнее финансирование для испытаний своей технологии в космосе. Если всё пойдёт по плану, их работа может предложить масштабируемую альтернативу традиционным методам светового движения, потенциально открывая путь к эпическому путешествию на 4,37 световых года до ближайшей звёздной системы Альфа Центавра.

#news #космос #материалы

https://interestingengineering.com/space/light-propulsion-metajets-alpha-centauri-travel