Ett team av forskare vid California Institute of Technology har tittat hårt på de utmaningar som ansträngningarna för att genomföra projektet Breakthrough Starshot står inför. I deras Perspective-artikel publicerad i tidskriften Naturmaterial , forskarna beskriver de hinder som fortfarande står inför projektingenjörer och möjliga lösningar.
Breakthrough Starshot är ett projekt som lanserades av backaren Yuri Milner för två år sedan - dess mål är att skicka en rymdfarkost ut ur solsystemet mot Alpha Centauri i mitten av detta århundrade. De flesta konstruktioner för en sådan rymdfarkost omger idén om ett lätt segel och en liten enhet för att möjliggöra kommunikation. Farkosten skulle drivas av en laseruppsättning placerad på jorden. För att nå Alpha Centauri inom rimlig tid, farkosten kommer att behöva resa mycket snabbt, nära 20 procent av ljusets hastighet. Alpha Centauri är, trots allt, 4,37 ljusår bort. Och även om konceptet är relativt enkelt, designen innebär allvarliga utmaningar, som laget lyfter fram.
Ett lätt segel kan skjutas av strålar från en laser på grund av momentum som bärs av fotoner, konstaterar forskarna. Men för att det ska fungera, seglet måste vara reflekterande. Den måste också vara väldigt tunn (kanske bara några atomer tvärs över) och lätt, mindre än ett gram. Än så länge, ingenjörer har tittat på grafen, men det är inte reflekterande, vilket betyder att det skulle behöva en beläggning av något slag. Å andra sidan, reflekterande material som metaller är för tunga. Ett lämpligt material har ännu inte hittats, laget rapporterar.
En annan utmaning som teamet kommer att möta är hur man håller flera laserstrålar stadiga och fokuserade när de passerar genom jordens atmosfär. Det kommer sannolikt att innebära användning av låga nära-infraröda strålar, vilket innebär att seglet måste kunna reflektera sådana våglängder av ljus. Men då spelar frågor om vikt och värmeutveckling in. Sådana frågor, laget noterar, innebär att ingenjörer måste balansera många faktorer för att hitta precis rätt kombination av material.
Något annat som teamet måste tänka på är formen på seglet – det kommer sannolikt inte att vara ett enkelt platt ark, eftersom ofullkomligheter på dess yta skulle få farkosten att bry sig ut i rymden. Istället, ingenjörer måste utveckla en design som möjliggör självkorrigering.
© 2018 Phys.org
