Художественное изображение дифракционных солнечных парусов. Кредит: Маккензи Мартин

Технология солнечного парусного спорта была мечтой многих на протяжении десятилетий. Простое изящество плавания на световых волнах солнца действительно имеет какой-то мечтательный аспект, захвативший воображение инженеров и писателей. Однако практичность количества получаемой энергии по сравнению с количеством энергии, необходимой для перемещения полезной нагрузки, вернула эти мечты в реальность. Теперь команда под руководством Эмбер Дубилл из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса и при поддержке программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) разрабатывает новую архитектуру солнечного паруса, которая, возможно, уже нашла свое убийственное применение — гелиофизику.

Метод, который они используют, известен как парусный спорт с дифракционным светом. Он имеет значительные преимущества перед существующей технологией солнечного паруса, в том числе возможность поворота. Это большая проблема для большинства солнечных парусов, которые теряют эффективность, если не обращены прямо к солнцу. Дифракция заставляет свет распространяться, когда он проходит через отверстие. Использование этого свойства в материале солнечного паруса позволило бы кораблю отвернуться от солнца, в то же время получая давление света, толкающее его в любом направлении, в котором он поворачивался.

Кредит: Вселенная сегодня

Чтобы создать такое дифракционное давление, команда создала материал с очень маленькими решетками, встроенными в него, чтобы преломлять свет на поверхности, которая все еще может извлечь выгоду из силы, создаваемой при поглощении этого света. Это позволило бы любому космическому кораблю, использующему парус в качестве двигательной установки, слегка отвернуться от Солнца и по-прежнему извлекать выгоду из мощного толчка фотонов света.

Чтобы доказать эту технологию, NIAC поддерживает ее грантом Фазы III после успешного завершения Фазы I и Фазы II за последние несколько лет. Фаза III предполагает финансирование в размере 2 миллионов долларов в течение двух лет для продолжения разработки материала, используемого в солнечном парусе, кульминацией которого станут наземные испытания, которые могут предвещать переход к использованию в глубоком космосе.

Глубокий космос — наиболее вероятное место для таких приложений, как эти дифракционные паруса. В частности, исследователи считают, что они будут полезны в гелиофизике. Традиционные двигательные технологии плохо работают вблизи полюсов Солнца из-за магнитных помех в этом пространстве. Традиционные солнечные паруса тоже не сработали бы, так как падающий на них свет в этих местах либо отталкивал бы их дальше от солнца, либо не отталкивал бы вообще.

Еженедельная космическая встреча с издателем UT Фрейзером Кейном и Эмбер Дубилл — ведущими исследователями технологии дифракционного солнечного паруса. Кредит: Вселенная сегодня

С дифракционным солнечным парусом космический корабль все еще может ориентироваться в правильном направлении, а также использовать силу света для эффективного движения. Это позволит кораблю, оснащенному им, наблюдать за солнцем под невиданным ранее углом. Но еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем какое-либо судно будет оснащено им. Путь финансирования после Фазы III NIAC пока в лучшем случае неясен, и после еще двух лет разработки еще предстоит проделать дополнительную работу. Но, если повезет, новый тип солнечного паруса может быть прикреплен к гелиофизической лаборатории следующего поколения. И в конечном итоге его можно будет использовать во многих других программах.

Ссылки по теме:

• Источник: Phys.org