DigitalArtSpace

Разработанный инженерами прототип «лазерного паруса» представляет собой ультратонкую плёнку, которая, под воздействием мощного лазерного луча, может достигать скорости, составляющей одну пятую от скорости света. Конструкция отличается минимальным весом – менее одного грамма на квадратный метр – и характеризуется высокой отражающей способностью при незначительном поглощении в диапазоне длин волн, оптимальных для разгона.

Ранее не удавалось создать конструкцию, которая бы соответствовала всем необходимым критериям, касающимся оптических свойств, прочности и веса. В рамках новой разработки этот предел был преодолен благодаря применению рельефной микроструктуры, состоящей из шестигранных ячеек. Данное решение повышает жёсткость материала и обеспечивает его защиту от повреждений.

Плёнка формируется из центрального слоя молибденита, обеспечивающего высокое отражение света, и тонких внешних слоёв оксида алюминия, которые эффективно рассеивают тепло. Микроскопическая структура поверхности снижает площадь соприкосновения, увеличивает прочность на изгиб и препятствует развитию трещин.

Процесс получения материала состоял из двух этапов: первоначально наносили тонкий слой молибдена, после чего при высокой температуре в газовой среде осуществляли его преобразование в молибденит. Для образца, толщина которого составляла 45 нанометров, удалось обеспечить гладкость поверхности примерно в один нанометр и существенно уменьшить потери при поглощении.

Проведенные тесты выявили отражательную способность более 50% и поглощение менее 4% в диапазоне длин волн от 1,2 до 1,47 микрометра. Стоит отметить, что именно в этом диапазоне функционирует лазер, обеспечивающий разгон паруса до 20% скорости света. Такие показатели поглощения являются выдающимися для опытного образца светового паруса.

Масса материала на единицу площади варьируется в пределах 0,5–0,7 грамма на квадратный метр, что сопоставимо с требуемым значением для межпланетных экспедиций – 0,1 г/м ². По результатам расчетов, лазер мощностью 100 гигаватт способен разогнать парус массой примерно в один грамм до 20% скорости света всего за семь минут, что позволит преодолеть расстояние около 15 миллиардов метров.

По мнению авторов исследования, совершенствование характеристик материала может увеличить его способность к отражению света и уменьшить вес, что приблизит технологию к созданию парусов, предназначенных для межзвёздных перелётов.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Российский спорткар в стиле 80-х и 90-х получил патент

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность