Игорь Молд предлагает Вам запомнить сайт «Наука и техника»
Вы хотите запомнить сайт «Наука и техника»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Новейшие разработки, этапы развития техники. Достижения и история в науке и технике.

Блог
Для чего нужна вакцинация и насколько она безопасна
Игорь Молд 24 сен, 09:41
0 1
Два робота-прыгуна запущены на астероид Рюгу
Игорь Молд 23 сен, 08:55
+6 3
Читать

Учёные придумали наноматериал для космических парусов

развернуть

Учёные придумали наноматериал для космических парусов

Перспектива долететь до альфы Центавра за 20 лет, возможно, стала ближе к реальности. Учёные придумали, из какого материала можно сделать эффективный парус для таких путешествий. Подробности изложены в научной статье

, опубликованной в журнале Nano Letters группой во главе с Гарри Этвотером (Harry Atwater) из Калифорнийского технологического института.

В 2016 году российский бизнесмен Юрий Мильнер и британский астрофизик Стивен Хокинг объявили о старте громкого проекта. Предполагалось разработать зонд, который преодолеет 4,37 световых года, отделяющие Солнце от альфы Центавра (одной из ближайших звёзд) за 20 лет.

Согласно замыслу, аппарат весом менее килограмма будет оснащён парусом. В этот парус с Земли будет бить лазерный луч. На каждый квадратный сантиметр полотна придётся примерно по миллиону ватт (!). Давление этого излучения разгонит аппарат до скорости, эквивалентной 20% скорости света.

Однако из чего сделать парус, чтобы такой мощный луч попросту не испарил его? Этот материал должен обладать огромной отражательной способностью. Однако абсолютных зеркал не бывает, и какую-то долю энергии он всё равно будет поглощать. Значит, он должен эффективно излучать её обратно в космос, чтобы не перегреваться. Проблема в том, что эти два свойства трудно совместить.

Не забудем о том, что парус площадью в несколько квадратных метров должен иметь толщину не больше долей микрометра и массу всего в несколько граммов. При этом он ещё и должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать огромное давление лазерного луча.

На роль такого "чудо-вещества" предлагался ультратонкий алюминий, различные полимеры и графен. Команда Этвотера разработала новое и, видимо, более эффективное решение.

Как уточняет ресурс phys.org, авторы предлагают использовать нанофотонные структуры. Материалы этого класса могут взаимодействовать с излучением на субволновом уровне. Поэтому они могут одновременно как эффективно отражать свет, так и охлаждаться, и позволяют создавать, например, эффективные "шапки-невидимки".

Учёные придумали наноматериал для космических парусов

В качестве примера учёные рассмотрели двухслойную структуру из чистого кремния и его диоксида. По расчётам исследователей, слой кремния будет иметь достаточную отражательную способность в ближнем инфракрасном диапазоне, где и будет работать лазер. Правда, он "не умеет" эффективно охлаждаться за счёт излучения. Тут и пригодится диоксид кремния: нагреваясь от первого слоя, он будет излучать полученную энергию в космос уже в среднем инфракрасном диапазоне. Способность к отражению у этого материала невелика, но этого и не потребуется, ведь функция зеркала достанется кремнию.

Так простая идея взаимной компенсации недостатков и сложные расчёты в области нанофотонных структур помогли решить проблему "лазерного паруса". Правда, выводы физиков ещё предстоит проверить экспериментально.

Заметим, однако, что на пути к реализации смелого проекта стоит далеко не только проблема материала для паруса. Однако наука не стоит на месте, и постепенно преодолеваются и другие препятствия. Например, инженеры уже придумали, как защитить хрупкий аппарат от космической радиации.

Что же касается вопросов нерешённых, то многие специалисты интересуются, каким образом лазерный луч будет "следить" за зондом, чтобы попадать в площадку в несколько квадратных метров на межзвёздных расстояниях.

Та же самая проблема касается и радиосвязи с аппаратом, без которой он просто не сможет рассказать о своих открытиях. Астрономы резонно замечают, что, будь у них техника, способная "разглядеть" этакую кроху, они бы изучили систему альфы Центавра с Земли гораздо подробнее, чем смог бы межзвёздный зонд весом менее килограмма.

В общем, фразу "до осуществления этого проекта как до альфы Центавра" пока можно понимать в обоих смыслах. На сегодняшний день более реалистично выглядит идея оснащать парусами аппараты, бороздящие просторы Солнечной системы. К слову, первые успешные испытания такого межпланетного парусника состоялись в 2010 году. Правда, он использовал не лазерный луч, а просто солнечный свет, и разгонялся лишь до сотен метров в секунду.

Сейчас инженеры работают над проектами "каравелл", достигающих скорости в несколько километров в секунду. Именно такой быстроходностью могут похвастаться современные межпланетные зонды, но для межзвёздных путешествий этого, конечно, недостаточно.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали об идее отправить к звёздам "цифровых космонавтов", и о том, что наша галактика уже может быть наполнена быстроходными межзвёздными зондами, правда, инопланетными.

https://www.vesti.ru/doc.html?id=3057964&cid=2161


Ключевые слова: главная, новость
Опубликовал Игорь Молд , 07.09.2018 в 18:43

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Владимир Барашкин
Владимир Барашкин 7 сентября, в 20:14 Спасибо за материал!!! Неужели более близких к телу проблем нет??? Текст скрыт развернуть
0
Виктор Муравьёв
Виктор Муравьёв 7 сентября, в 20:17 Наука есть способ удовлетворения личного любопытства за счёт общества.
Всё дуркуют. 
А слабо для начала изобрести материал для защиты от космического излучения? Без этой защиты человеку с Земли не выбраться.
А если и выбраться, то назад не вернуться.
Текст скрыт развернуть
0
Геннадий Михайлович Кислов
Геннадий Михайлович Кислов 7 сентября, в 23:15 В Облачности Оорта вся эта околонаучная Нано-Муто-Мудо -натотень Тряпок, в особенности в условиях ТРОЙНОЙ ТОЧКИ - ПАР- Жидкая -фаза и фаза Кристаллическая, станет ВЕЛИКОЛЕПНЫМ Адсорбентом и Центром Кристаллизации Легкого изотопа Гелия, что с легкостью необыкновенной сформует очередную Немезиду , Нимиру или Мистера Х с огромно-преогромным Господином Х----
С потаенной Мыслью Хохмачей Бозе,Дирака, и Ферми: " Отсель грозить мы будем ШВЕДУ " и стокгольмским полу-дуркам Комитета Нобеля!
Текст скрыт развернуть
0
Геннадий Михайлович Кислов
Геннадий Михайлович Кислов 7 сентября, в 23:27 Энергетический Барьер Облачности Оорта надо преодолевать СИЛОЙ МЫСЛИ , а не силой Идиотизма "Идеальности благородных газов ВЫРОЖДЕНИЯ"... ( "Справочник  по ФИЗИКЕ" Яворского-Детлафа, стр.217-219-- "8. Вырождение (идеальных) газов"... "Читайте , завидуйте...";) Текст скрыт развернуть
0
Борис Виленский
Борис Виленский 7 сентября, в 23:48 Космос так велик, что даже скорость света выглядит скоростью улитки. Текст скрыт развернуть
0
M T
M T 9 сентября, в 23:32 А кто оплатит строительство сверхмощного лазера и "освещение" им космического пространства на протяжении 20 лет... пока не станет очевидным, что зонд им. Милнера никуда не прилетел?
Космический парус можно рассмотреть для неспешных круизов по Солнечной системе.
В сочетании с гравитационными маневрами можно было бы достичь приличных скоростей и посетить несколько небесных тел.
А разговоры об Альфа Центавра, которую якобы, сможет исследовать зонд, размером с почтовую марку ( а не 1 кг!), на скорости, якобы в 20% световой, якобы, через 20 лет - это, что угодно, кроме науки и космических исследований!
Текст скрыт развернуть
0
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 6
Комментарии Facebook
Свежее
Казус Григория Перельмана
Игорь Молд 16 июн, 11:51
+59 50
Ученые нашли на дне океана то, что разрушит все древние мифы
Игорь Молд 5 дек 17, 14:56
+90 29
Обнаружен невидимый щит, окружающий Землю, но исследователи не понимают, как он появился
Белка Затейница (Шелл) 19 авг 17, 12:55
+87 83
О советском космонавте, ставшем "робинзоном", починившем американский Шаттл и попавшем в кино
Игорь Молд 4 фев 17, 18:40
+73 16
Загадочный текст, скрытый в ДНК человека
Игорь Молд 19 янв 17, 11:32
+81 103
Очередной невероятный прорыв в области хранения информации. Русские изобретения
Игорь Молд 22 ноя 16, 13:01
+62 26
Удивительное открытие русских ученых объясняет многие «паранормальные» явления
Игорь Молд 19 ноя 16, 18:24
+135 57
Плавучие АЭС — цена оправдана! Россия готовит «сюрприз» для мирового рынка
Игорь Молд 5 ноя 16, 20:26
+112 31
Энергия будущего: что придет на смену нефти - изобретатель из России создал уникальный ветряк
Игорь Молд 16 окт 16, 15:51
+119 74
Всё, что вам говорили о динозаврах, было неправдой
Игорь Молд 11 окт 16, 15:34
+78 62

Последние комментарии

Ingvar Ruricson
Александр Зонов
Владимир Акулов
Валерий Викторович Баженов
Ох уж эти Хаябусики...
Валерий Викторович Бажен… Два робота-прыгуна запущены на астероид Рюгу