Predložen dizajn solarnog jedra koje bi omogućilo brza međuzvjezdana putovanja
Američki znanstvenici osmislili su koncept svemirskog solarnog jedra koje bi, na temelju postojećih materijala, laserima moglo biti ubrzano na 20% brzine svjetlosti i izdržati takve napore
Želimo li, umjesto promatranja teleskopima, zaista izbliza proučiti druge zvjezdane sustave izvan našeg, Sunčevoga, morat ćemo se poslužiti daleko naprednijim tehnologijama, kažu znanstvenici s američkih sveučilišta Penn i UCLA. Umjesto da do sustava Alpha Centauri šaljemo rakete, kojima bi do tamo trebalo oko 80 tisuća godina, mogli bismo se poslužiti futurističkim rješenjem koje su oni predložili u svojem nedavno objavljenom radu.
Jedrenje na fotonima
Osnova njihove svemirske letjelice je solarno jedro, koncept koji je do sada ispitan tek nekoliko puta, ali je dokazano izvediv. Spomenuti znanstvenici su svoj prijedlog iznijeli u sklopu inicijative Breakthrough Starshot, osnivača Yurija Milnera, Stephena Hawkinga i Marka Zuckerberga, a u kojem se traži rješenje upravo za put do sustava Alpha Centauri, trostrukog zvjezdanog sustava udaljenoga 4,36 svjetlosnih godina od Zemlje.
Glavni izazov u ovom projektu jest osmisliti solarno jedro koje bi moglo izdržati visoke temperature i pritisak dok bi ga se laserima sa Zemlje ubrzavalo u međuzvjezdanom prostoru. Ideja je da letjelica na ovakav pogon postigne do 20% brzine svjetlosti i da do svojeg cilja stigne za 20-ak godina.
Ovi znanstvenici kažu da za njihov koncept treba izraditi zakrivljeno, a ne ravno jedro, koje bi imalo promjer oko tri metra. No, s obzirom da bi materijal trebao biti tisuću puta tanji od papira, oblik i konstrukcija solarnog jedra moraju omogućiti da se ono ne rastali, ne podere ili ne kolabira kada ga se obasja laserima. Koncentrirana energija bila bi milijune puta snažnija od one koja na Zemlju stiže sa Sunca, pa je izazov pred konstruktorima takvog jedra zaista velik.
Poseban oblik i nanomaterijali
Rješenje koje je sada predloženo kaže da se zakrivljeno jedro, oblika poput padobrana, može izraditi od ultratankih slojeva aluminijevog oksida i molibdenovog disulfida. Izračuni su pokazali da bi ovaj oblik, i ovi materijali, mogli izdržati potrebna naprezanja i temperature. Objavili su istodobno i drugi rad, u kojem pojašnjavaju da je za izradu efikasnog solarnog jedra potrebno materijale pripremiti na nanoskali, kako ne bi apsorbirali energiju iz lasera već je iskoristili isključivo za pogon.
Rješenje su nazvali "fotonski kristalni dizajn", a rezultat je materijal koji je porozan, s otvorima razmaknutima točno onoliko koliko iznosi valna duljina svjetlosti lasera – što će onemogućiti apsorpciju energije u obliku topline.
Za sada, kažu znanstvenici, imaju tek ovaj koncept. No, on je zasnovan na materijalima i tehnologijama dostupnima već danas, pa kao sljedeći korak vide izradu prvih umanjenih prototipa, kojima bi dokazali izvedivost svojeg koncepta.
