yıldızlararası uzaya yelken
ABD Ulusal Bilim Vakfı hibe sahibi astronomlar Dayanarak Pensilvanya Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles uzay aracı yıldızlararası yolculuğa dayanacaksa, hızlanma sırasında dalgalanan ve bir milyon güneşin ışığına dayanabilen lazerle çalışan hafif bir yelkenin temel bir gereklilik olduğu sonucuna vardı. Yelkenli tekneler ve paraşütlerden ilham alan ekip, bir yıldızlararası yelken prototipi tasarlama görevini üstlendi.
Boyut, şekil ve malzemenin arkasındaki ilke, nanoskopik olarak ince malzemeden yapılmış bir yelken oluşturmaktır. Bir dizi güçlü lazer içerecek, mikroçip boyutunda bir sonda taşıyacak ve ışık hızının beşte biri hızında seyahat edecek — Alpha Centauri’ye bir roketin 80.000 yılda kat edeceği 80.000 yıl yerine yaklaşık 20 yılda gidecek kadar hızlı. yolculuk yapmak
Yelkenin yırtılmasını veya erimesini önlemek, büyük bir tasarım zorluğu oluşturur. Gemiye güç sağlayan lazerlerden gelen neredeyse akıl almaz ışık yoğunluğuna dayanacak dayanıklılığa ihtiyacı olacaktı. Araştırmacılar dergide iki makale yayınladılar. Nano Harfler bu temel özelliklerden bazılarını ana hatlarıyla belirtir.
Bir tane kağıt paraşüt benzeri yelkenlerin yapımını detaylandırıyor. İlgili yazar Igor Bargatin, “Yaşam süremiz içinde başka bir yıldıza ulaşmak, göreli hız veya ışık hızına yaklaşan bir şey gerektirecek” dedi. “Hafif bir yelken fikri bir süredir ortalıkta dolaşıyordu, ancak şimdi bu tasarımların yolculuktan sağ çıkmalarını sağlamanın yolunu buluyoruz.
“İster bir yelkenlide ister uzayda olsun, çok dar bir yelken yırtılmaya çok daha yatkındır. Kavraması görece kolay bir kavram, ancak bu malzemelerin bu ölçekte nasıl davranacağını gerçekten göstermek için biraz karmaşık matematik yapmamız gerekiyordu. “
Gazetenin başyazarı Matthew Campbell ekledi: “Lazer fotonları, havanın bir plaj topunu şişirmesi gibi yelkeni dolduracak. Ve yırtılma ve çatlakları önlemek için hafif, basınçlı kapların küresel veya silindirik olması gerektiğini biliyoruz. Propan tanklarını veya hatta roketlerdeki yakıt depoları.”
İkinci kağıt Hafif yelkendeki nano ölçekli modellemenin, güneşten milyon kat daha parlak lazer ışınlarından gelen ısıyı nasıl dağıttığını açıklıyor. Deliklerin aralığı, ışığın dalga boyuna ve termal emisyonun dalga boyuna uyar, yelkenin güçlü ilk itmeye dayanmasını ve lazerlerin hedef üzerinde eğitimli kalması için ihtiyaç duyacağı süreyi azaltmasını sağlar.
İlgili yazar Aaswath Raman, “Yelkenler, gelen lazer ışığının çok küçük bir kısmını bile emerse, çok yüksek sıcaklıklara kadar ısınırlar” diye açıkladı. “Sadece parçalanmadıklarından emin olmak için, uzayda mevcut olan tek ısı transferi modu olan ısılarını yayma yeteneklerini en üst düzeye çıkarmamız gerekiyor.”
Ortak yazar Deep Jariwala ekledi, “Birkaç yıl önce, bu tür bir konsept üzerinde düşünmek veya teorik çalışmalar yapmak bile abartılı kabul ediliyordu. Gelecekteki planımız, bu tür yapıları küçük ölçeklerde yapmak ve bunları yüksek güçlü lazerlerle test etmek olacaktır.”