Prvi put sam se s time susreo 1981. godine. U časopisu Science News naišao sam na poduži članak naslovljen „Riders on the light“ koji je opet započeo s ulomkom iz pjesme, Tennysonove fantazije Locksley Hall iz 1842. : „Saw the heavens fill with commerce,/argosies of magic sails…“ No dosta poezije i zbunjivanja čitatelja. O čemu se tu radi, o čemu ja to govorim?

U rečenom se članku govori  kako američki znanstvenici iz Jet Propulsion Laboratory (NASA) iskušavaju mnoge konstrukcije svemirskih jedara i svemirskih jedrilica. Svemirskih jedrilica? U svemiru, zna se, vjetar ne puše, no puše Sunčev vjetar, točnije zračenje zvijezde oko koje kružimo stvara tlak, koji unatoč svojoj slabosti (tek nekoliko mikropaskala) može ipak nešto gurati. Taj je tlak još 1901. godine izmjerio ruski fizičar Lebedev služeći se vrlo tankim zrcalima u vakuumu  – i evo ti cijele priče. Švedski kemičar Svante Arrhenius je iz Sunčeva vjetra izveo teoriju litopanspermije, teoriju čije je ime teško izgovoriti a kamoli zapamtiti (grč. lithos – kamen, pan – sve, sperma – sjeme). Prema toj teoriji (treba samo znati čitati riječi!) klice života prenose se od planeta do planeta, od zvijezde do zvijezde na česticama svemirske prašine koje guraju zrake svjetlosti. No eto i Rusa Ciolkovskog da dvadesetih godina prošloga stoljeća iznese prvu misao o upotrebi Sunčevog vjetra za svemirski pogon: „Međuplanetarni brodovi bit će opremljeni s velikim zrcalima površine gotovo jednog kvadratnog kilometra… Mali tlak svjetla djelujući na dugom putu dovest će do golemih brzina, skraćujući duljinu letova.“ Kojih brzina? Nijedan zakon fizike ne sprječava da svemirske jedrilice ne postignu brzinu svjetlosti, oprostite, brzinu vrlo blisku brzini svjetlosti.

To je više nego očito jer svemirska jedrilica ne nosi sa sobom gorivo, a što se pak tiče Sunčevog vjetra on se može zamijeniti laserskom zrakom. Jaki laseri na Mjesecu ili povećem asteroidu gurali bi svemirske jedrilice diljem planetarnog sustava, i još dalje - sve do najbližih zvijezda.  

No jedno je fizika, a drugo tehnika. Ciolkovski je pisao o zrcalima, očito staklenima, no pri tome se očito nije brinuo o njihovoj masi – jer tko bi napravio stakleno zrcalo od kvadratnog kilometra na Zemlji, a kamoli u svemiru. Jedro za svemirski vjetar mora biti tanko, tanko, tanahno…

U navedenom članku piše kako se znanstvenici trude da naprave svemirsko jedro – dok ono nije (konačno!) zavijorilo u svemiru. Tu mislim na japansku sondu IKAROS, lansiranu u svibnju 2010. godine. Ona je u svemiru razvila kvadratno jedro od 14 x 14 metara koje napinje rotacija letjelice oko svoje osi (dva okretaja u minuti). Jedro je napravljeno od tanke poliamidne („najlonske“) folije, debele jedva 0,0075 milimetra. Kvadratni metar folije ima masu 10 grama, što me – da vam pravo kažem – previše ne impresionira. Uspoređujem naime tu vrijednost  sa standardnim papirom za printer (80 g/m²) ili s najtanjim, tzv. svilenim papirima (6 – 25 g/cm²) koji služe za motanje cigareta ili za tiskanje Biblije. Trebat će očito napraviti jedro od nečeg mnogo tanjeg i mnogo čvršćeg. Tim su se problemom nedavno pozabavili znanstvenici iz Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech) te svoje viđenje objavili u časopisu Nature Technology. Oni su razmotrili konstrukciju jedara čijih bi deset kvadratnih metara imalo masu manju od grama. Drugim riječima njihova bi površinska gustoća bila 0,1 g/m² – stotinu puta manja od površinske gustoće  jedra japanske svemirske jedrilice.

Ako je debljina jedra sonde IKAROS 7,5 mikrometara, onda bi – nije teško izračunati – jedra o kojima govore znanstvenici iz Caltecha bila debela samo desetak nanometara, a to znači stotinjak atoma. Ne bi bila napravljena od poliamida niti sličnih sintetskih polimera. Bila bi napravljena od silicija, molibdenova sulfida ili – još bolje (najbolje) -  od grafena ili dijamanta.

Grafen je zapravo grafit, no u vrlo tankom, čak jednomolekularnom sloju. To je izuzetno čvrst materijal, no nažalost propušta i apsorbira mnoge valne duljine zračenja, pa bi mogao poslužiti samo kao nosiva površina. Na nju bi se potom nanosio sloj koji reflektira svjetlost ili neko drugo elektromagnetsko zračenje (međuzvjezdane jedrilice pokretali bi, već smo rekli, laseri).

Ima još mnogo tehničkih problema koji stoje pred svemirskim jedrilicama budućnosti. No proračuni pokazuju da bi takvi brodovi mogli postići brzinu od 60 tisuća kilometara u sekundi – a to je petina brzine svjetlosti. Za dvadeset godina mogli bi stići do prve zvijezde, Proxime Centauri.

Kada će to biti? Krajem dvadesetih godina planira se lansiranje još jedne svemirske jedrilice, ovog puta s kvadratnim jedrom od 50 metara, no misli se kako bismo mogli dosegnuti prve zvijezde sredinom sljedećeg stoljeća. Tako to barem vide u udruzi Star Breakthrough Initiative, osnovanoj prije dvije godine. Živi bili pa vidjeli!

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951. godine, je kemičar, umirovljeni znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti: napisao je na stotine znanstveno-popularnih članaka, sedam je godina bio glavni urednik Prirode, a sada je urednik rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji. Autor je sedam izložbi u Tehničkom muzeju Nikola Tesla u Zagrebu te 13 znanstveno-popularnih knjiga. Posljednja knjiga, s temom postanka života na Zemlji (a moguće i u svemiru), napisana je na engleskom jeziku (The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life).