Автор: AZoNano

Зарубежные исследования и торговля в эпоху открытий (15-17 вв.) Были возможны благодаря технологии парусов, и для освоения дальнего космоса потребуется то же самое в наступающую эпоху NewSpace. Однако на этот раз новые паруса должны двигаться со светом, а не с ветром, для чего эти паруса должны быть очень большими, тонкими, легкими, отражающими и прочными.

В беззаботном прыжке для человечества, поддерживаемые ЕКА исследователи демонстрируют лазерное движение графеновых парусов в условиях микрогравитации.

Позвольте мне поиграть среди звезд

Физические исследования дальнего космоса стали реальностью, когда «Вояджер-1» НАСА покинул Солнечную систему в 2012 году после поездки в 35 лет и 121 а.е. (18 100 000 000 км, 11 250 000 000 миль). Если бы Вояджер-1 путешествовал к Альфа Центавре Cb, экзопланете нашей ближайшей соседней звездной системы с 260 000 а.е., человечеству пришлось бы ждать десятки тысячелетий и надеяться, что шаттл сохранит некоторую силу, чтобы достичь нас тогда.

Как впервые продемонстрировал миссия JAXA IKAROS (2010), а недавно – Планетарное общество LightSail 2 (2019), использование легких парусов в качестве движительной системы является одной из наиболее многообещающих идей для обеспечить быстрые и доступные космические поездки. Не только паруса не требуют топлива для движения, но они сохраняют свой дорогостоящий вес и вес его резервуаров. К сожалению, давление светового излучения (передача импульса фотонов) дает соответствующее ускорение только тогда, когда паруса достаточно велики (от нескольких до тысяч квадратных метров) с минимальной массой, а используемые в настоящее время материалы ограничены при увеличении их размера.

«Графен является частью решения», говорит доктор Сантьяго Дж. Картамил-Буэно, директор SCALE Nanotech и руководитель команды GrapheneSail . «Мы демонстрируем новую конструкцию паруса, которая уменьшает общую массу паруса за счет использования перфорированных пленок. Покрывая отверстия графеном ХОПФ, вся площадь паруса снова доступна для оптических характеристик при минимальных массовых затратах. Изготовление относительно простое и может легко масштабироваться до квадратных километров, хотя развертывание такого гигантского паруса в космосе будет серьезной проблемой ".

Völlig losgelöst, von der Erde

При поддержке ESA, исследователи получили доступ к ZARM падения башни в Бремене (Германия), для того, чтобы испытать графеновых парусов в пространстве-подобных условиях. Здесь эксперименты проводятся в капсуле свободного падения, которая обеспечивает высококачественную микрогравитационную среду (<10 ^-6 g) в течение нескольких секунд. Когда прототипы паруса небольших размеров плавали в невесомости, они облучались лазерами мощностью 1 Вт и начинали двигаться с ускорением до 1 м / с ² .

Д-р. Торбен Кёнеманн, Деп. Научный директор ZARM Drop Tower Operation and Service Company отметил: «Нам всегда очень приятно поддерживать дальновидные и многообещающие экспериментальные концепции. Успех команды GrapheneSail вновь подчеркивает возможности Бременской башни – предложение не только отличная микрогравитационная среда для фундаментальных исследований, но и первая ступенька и испытательный стенд для космических технологий без сложности операций на орбите ".

Доступ к объектам такого типа не тривиален даже для такой прорывной инициативы. К счастью, д-р Астрид Орр, координатор ЕКА по физическим наукам в ESTEC, увидела в этом другое: «Этот проект является прекрасным примером научных исследований, которые могут быть выполнены при поддержке ЕКА на наземной космической аналоговой платформе – в этом случае микрогравитация – и которая также имеет большой потенциал для будущих программ ЕКА по космическим полетам и исследованиям ".

«Мы хотим поставить паруса на Марс до SpaceX», шутит д-р Сантьяго Дж. Картамил-Буэно, «но пока мы держимся на ногах. В настоящее время графен Паруса разрабатываются в Центре бизнес-инкубаторов Европейского космического агентства Hessen & Baden-Württemberg, и мы ищем новых стратегических партнеров, которые позволили бы нам масштабировать технологию для возможного испытания в космосе ». Может быть, это последний отсчет для взлета графена.

Источник: http://www.scalenano.tech