Svjetlosno jedro za putovanje Sunčevim sustavom

Američki i nizozemski istraživači razvili su ultra-tanku, ultra-reflektirajuću membranu koje bi svemirske letjelice nosile Sunčevim sustavom

Mladen Smrekar petak, 4. travnja 2025. u 06:00
Proces dizajniranja ultratankih membrana s milijardama rupica 📷 Norte lab, TU Delft/Bessa lab, Brown University
Proces dizajniranja ultratankih membrana s milijardama rupica Norte lab, TU Delft/Bessa lab, Brown University

Nova suradnja između Sveučilišta Brown i TU Delft približila nas je svemirskim putovanjima uz pomoć jedara na svjetlosni pogon. Kombinirajući ultratanke, visoko reflektirajuće materijale s AI-optimiziranim dizajnom u nano razmjerima, istraživači su izradili svjetlosno jedro uz čiju bi pomoć, teoretiziraju njegovi tvorci, ljudskom rukom izrađene mikro letjelice jednom u nekoj dalekoj budućnosti mogle dohvatiti nezamislive udaljenosti.

Milijarde rupica

Novi je materijal i način njegove izrade opisan je u studiji koju objavljuje časopis Nature Communications. Prototip ovog materijala širok je 60 milimetara i debeo jedva 200 nanometara, odnosno tisuće puta tanji od ljudske vlasi. Njegova je površina prekrivena milijardama sitnih rupica koje smanjuju težinu i povećavaju refleksiju. Još važnije, kažu istraživači, proces izrade skalabilan je do dimenzija potrebnih za međuzvjezdana putovanja i može se izvesti na isplativ način.

Parametri misije putovanja do Alphe Centauri uz pomoć svjetlosnog jedra  📷 Miguel Bessa, Richard Norte i sur.
Parametri misije putovanja do Alphe Centauri uz pomoć svjetlosnog jedra Miguel Bessa, Richard Norte i sur.

Istraživanje je, kažu autori, inspirirano inicijativom Starshot Breakthrough koju su pokrenuli poduzetnik Yuri Milner i pokojni fizičar Stephen Hawking. Ukratko, cilj je koristiti zemaljske lasere za napajanje stotina metarskih svjetlosnih jedara koja nose svemirske letjelice veličine mikročipa.

Na krilima silicijevog nitrida

Prilikom izrade prototipa svjetlosnog jedra istraživači su koristili jednoslojni silicijev nitrid, lagani materijal visoke čvrstoće kojem su povećali refleksivnost i smanjili težinu kako bi dobili na ubrzanju. Optimizacija uz pomoć AI modela uključivala je i bušenje milijarde rupa promjera manjeg od valne duljine svjetlosti.

Prototip je širok 60 milimetara i debeo jedva 200 nanometara, odnosno tisuće je puta tanji od ljudske vlasi 📷 Miguel Bessa, Richard Norte i sur.
Prototip je širok 60 milimetara i debeo jedva 200 nanometara, odnosno tisuće je puta tanji od ljudske vlasi Miguel Bessa, Richard Norte i sur.

Izrada ovakvog dizajna tradicionalnim metodama bila bi skupa i trajala bi čak 15 godina; zahvaljujući inovativnim rješenjima cijeli je proces trajao samo jedan dan i bio je tisućama puta jeftiniji.