Ett litet segel tillverkat av det tunnaste materialet som är känt – en kolatomtjock grafen – har klarat inledande tester för att visa att det kan vara ett livskraftigt material för att tillverka solsegel för rymdfarkoster. Kredit:GrapheneSail-teamet
Ett litet segel tillverkat av det tunnaste materialet som är känt - en kolatomtjock grafen - har klarat inledande tester för att visa att det kan vara ett livskraftigt material för att tillverka solsegel för rymdfarkoster.
Lätta segel är en av de mest lovande befintliga rymdframdrivningsteknikerna som skulle kunna göra det möjligt för oss att nå andra stjärnsystem inom många decennier.
Traditionella rymdfarkoster bär bränsle för att driva sina resor och använda komplexa omloppsmanövrar runt andra planeter. Men bränslets vikt gör dem svåra att sjösätta och invecklade förbiflygningar förlänger resan avsevärt.
Solsegel behöver inget bränsle. Rymdfarkoster utrustade med dem är alltså mycket lättare och lättare att skjuta upp.
Två rymdfarkoster som flugits under det senaste decenniet har redan demonstrerat tekniken, men de använde segel gjorda av polyimid och mylar, en polyesterfilm.
Grafen är mycket lättare. För att testa om det skulle kunna användas som segel, forskare använde ett skrot bara 3 millimeter tvärs över.
De tappade den från ett 100 meter högt torn i Bremen, Tyskland, för att testa om det fungerade under vakuum och i mikrogravitation.
När seglet väl var i fritt fall – vilket effektivt eliminerade effekterna av gravitationen – lyste de en serie laserljus på det, för att se om det skulle fungera som ett solsegel.
Grafen lätt segel. Kredit:GrapheneSail-teamet
En 1 watts laser gjorde att seglet accelererade med upp till 1 m/s2, liknande accelerationen av en kontorshiss, men för solsegel fortsätter accelerationen så länge solljuset fortsätter träffa seglen, tar rymdfarkoster till högre och högre hastigheter.
"Att tillverka grafen är relativt enkelt och kan lätt skalas upp till kilometer breda segel, även om utplaceringen av ett gigantiskt segel kommer att vara en allvarlig utmaning, säger Santiago Cartamil-Bueno, ledare för GrapheneSail-teamet och chef för SCALE Nanotech, ett forskningsstart-up-företag verksamt i Estland och Tyskland.
SKALA Nanotech söker nu efter strategiska partners för att skala upp tekniken för ett eventuellt test i rymden. Produktutvecklingen av segelteknologin påskyndas för närvarande genom ESA:s Business Incubator Center i Hessen och Baden-Württemberg, Tyskland.
Vetenskap utan (utan) gravitation – släpptorn. Kredit:ESA
Astrid Orr från ESA:s forskningsprogram för mänsklig rymdfärd övervakar fysikaliska experiment i tyngdlöshet för utforskning av människor och robotar.
Hon säger:"Detta projekt är ett underbart exempel på vetenskaplig forskning som kan utföras i viktlöshet utan att lämna jorden.
"Att släppa grafen och skjuta det med lasrar är fascinerande. Att tro att denna forskning kan hjälpa forskare att skicka instrument genom solsystemet och, om man vågar drömma, till avlägsna stjärnsystem under kommande år är grädden på moset."
