Создан новый материал для межзвездных полетов
Американские инженеры нашли одно из решений для межзвездных полетов – трехслойный материал для лазерных парусов. Он эффективно отражает свет и рассеивает тепло, препятствуя перегреву и поломкам. Испытания подтвердили, что материал превосходит все предыдущие аналоги, однако перед учеными все еще стоит задача сократить его массу.
Лазерные (световые) паруса – это технология, которая предполагает использование мощных лазерных лучей для перемещения космических аппаратов на огромные межзвездные расстояния. Метод основан на передаче импульсов, которые создают тягу и приводят спутник в движение. В отличие от традиционных двигательных установок, работающих на химическом топливе, лазерный парус не использует топливо, что значительно снижает массу и сложность космических полетов.
Однако создание таких систем требует серьезных ограничений: материал паруса должен быть невероятно легким, устойчивым к нагреву и механическим нагрузкам, а также эффективно отражать свет. Ученые из Пенсильванского университета предложили наиболее подходящий материал, который, по их словам, превосходит все существующие аналоги.
Основой трехслойного композита стал дисульфид молибдена – соединение, известное высокой отражательной способностью. Однако до сих пор создать из него большие и гладкие листы было крайне сложно. Чтобы упростить процесс, исследователи разработали двухэтапный метод. Сначала молибден распыляется на подложку, а затем обрабатывается сероводородом при температуре 750°C. В результате химической реакции образуется равномерный слой дисульфида молибдена, идеально подходящий для производства паруса.
С двух сторон этот слой покрыли оксидом алюминия, который играет ключевую роль в терморегуляции. Он пропускает лазерный свет к отражающему слою, но при этом эффективно излучает тепло в инфракрасном диапазоне. Таким образом, он отводит тепло от лазерных лучей в сторону, что парус мог остывать. Это критически важно, поскольку даже небольшое поглощение энергии может привести к перегреву и разрушению паруса.
Еще одной особенностью стала конструкция самого паруса. Ученые сделали его гофрированным, с шестиугольными ячейками, напоминающими пчелиные соты. Такая форма позволяет материалу изгибаться в строго определенных точках, равномерно распределяя нагрузку и снижая риск повреждений. Однако у этого решения есть и недостаток: гофрировка увеличивает массу аппарата.
В ходе испытаний материал показал хорошие результаты. Он отражает 50% лазерного излучения, поглощая при этом лишь около 4% энергии от лазера. Этот показатель намного ниже, чем в предыдущих экспериментах.
Ученые называют созданный материал перспективным кандидатом для космических полетов – в особенности, для экспедиций к Альфе Центавра. Однако до его реального применения еще далеко. Помимо оптимизации массы, специалистам предстоит решить множество других задач – от масштабирования производства до разработки сверхмощных лазерных систем.
Ранее российские инженеры представили практически вечный двигатель для космических аппаратов. Он работает на эффекте Холла, отличается высокой эффективностью, большой тягой, экономичностью. Разработка уже прошла испытания и готовится к серийному производству.
Самое популярное
