几个世纪以来,人们梦想着被光线驶过广阔的太空海洋。
就像想法听起来那样异想天开,慢慢地朝着光速朝着光速慢慢使用光子的速度可能是我们的只有合理的镜头到达单个人类一生中的另一个星星。
说起来容易做起来难。光颗粒可能很快,但是它们并不是很努力。如果您的帆轻巧以感觉到辐射的惯性,那么恒定的光子可能会无意中损坏其材料。
进行帆可以承受在如此漫长的旅程中威胁到航天器的危险,这将需要一些巧妙的解决方案。也许在两项研究最近发表在杂志上纳米字母。
由宾夕法尼亚大学的工程师和美国洛杉矶分校的工程师设计突破性星际倡议,创新旨在找到实现星际船所需的耐久性和质量平衡的方法。
“轻帆的想法已经存在了一段时间,但是我们现在刚刚弄清楚如何确保这些设计能够在旅途中幸存下来,”说宾夕法尼亚大学的机械工程师Igor Bargatin。
就像空气的颗粒撞到用布制成的帆一样,辐射交换动量的波浪与他们击中的任何物体一样。与空气分子,光子或光分子不同,没有任何静止质量,因此它们所赋予的任何力都会很小。
例如,当您的日光浴时,光线从您的身体弹跳大致相当于到大约一千克。
有几种方法可以增强这种压力以使对象移动。一种是制造更大的帆,可以吸引更多的光线。另一个是通过引导大量激光器来使其更加激烈。
但是这里有一些问题。更大的帆意味着更多的质量。修剪质量将使推动变得更容易,以使其降低稳健性的潜在成本,从而使帆具有泪水的风险。
更多的光还提出了一些问题。例如,随着帆的加速,辐射的波长击中它似乎会缓慢地向彩虹的红色端移动,从而对不会吸收过多的红外和过热的材料类型设定了极限。
找到合适的材料,使帆具有艰难,轻巧,并能够处理gigawatts伸展激光灯产生的热量一直是主题先前的调查。但是,没有人真正专注于保持低吸收和高于加速工艺所需的特定距离的动量之间的权衡。
在这个最新建议中,工程师建议从两层乘帆,由化合物二硫化钼和氮化硅组成,这两种都可以制成片片,并具有各种光学特性,以平衡最小的光吸收和伸展光线的发射。
第二张纸从材料的角度来看,已经解决了问题,而是一种结构性,旨在处理激光阵列会施加的光子压力增加的应变。
弯曲帆可以像降落伞一样提高稳定性,但是正如研究的作者指出的那样,对压力的研究很少进行,即轻压将在这种结构上置于这种结构上。
在平方米的尺度上对圆形的球形帆进行建模(可以拖动几克的有效载荷),该团队表现出足够的曲率,绝对是必经之路。
与另一项研究类似,研究人员还随着加速度的差异而修补,以找到机械和热应力和旅行时间的正确平衡。
理想情况下,突破性的星际事物正在寻求使容器的轻度足够轻,以至于它的速度约为光速约20%。足以在短短几十年内覆盖4.2光年来到proxima centauri。
重要的是要注意,这项技术可能永远无法运输乘客。一段时间以来,这将是科幻小说的饲料。
但这可能可以使我们对不是我们自己的行星系统在我们的一生中。