پیشرفت چشمگیر در پیشرانش لیزری: سفر ۲۰ ساله به آلفا قنطورس

پیشرانش لیزری: تحولی در سفرهای فضایی

محققان دانشگاه تگزاس A&M رویکردی نوین و هیجان‌انگیز را به اثبات رسانده‌اند که با استفاده از لیزرها، اجسام را از راه دور و بدون تماس فیزیکی به حرکت درمی‌آورد. این فناوری پتانسیل آن را دارد که یک فضاپیما را با سرعتی به جلو براند که سفر به آلفا قنطورس تنها حدود ۲۰ سال به طول بینجامد. گرچه این مدت زمان همچنان طولانی به نظر می‌رسد، اما در مقایسه با روش‌های سنتی، یک جهش بی‌نظیر محسوب می‌شود.

متاجت‌ها: گامی کوچک با پتانسیلی عظیم

برای اثبات این کانسپت، محققان دستگاه‌هایی در مقیاس میکرونی به نام «متاجت» توسعه دادند. این متاجت‌ها که حتی از ضخامت یک تار موی انسان نیز کوچک‌تر هستند، با تابش نور لیزر به حرکت درمی‌آیند. سطح این متاجت‌ها دارای ساختارهای بسیار کوچکی با الگوهای پیچیده است که نحوه رفتار و شکست نور را تغییر می‌دهد؛ عملکردی شبیه به یک عدسی.

• مانورپذیری سه‌بعدی: حکاکی‌های میکروسکوپی روی متاجت‌ها به محققان امکان می‌دهد تا آن‌ها را در هر سه بُعد مکانی حرکت دهند.
• تشبیه به توپ پینگ‌پنگ: این پدیده به توپ‌های پینگ‌پنگی تشبیه شده است که از روی یک سطح به بالا می‌جهند.

در شرایط میکروگرانش فضا، حتی یک اثر تجمعی کوچک ناشی از تابش نور می‌تواند بسیار معنادار باشد. پیش از این، آزمایش‌های روی بادبان‌های خورشیدی نشان داده‌اند که پرتوهای خورشید به‌تنهایی می‌توانند نیروی پیشرانش کافی برای حرکت فضاپیماهای تخصصی را فراهم کنند.

از آزمایشگاه تا سفرهای میان‌ستاره‌ای

تحقیق جدید دانشگاه تگزاس، مفهوم پایه پیشرانش نوری را فراتر برده و مانورپذیری کامل سه‌بعدی را ممکن ساخته است. دانشمندان تأکید می‌کنند که این ایده قابلیت ارتقا از مقیاس آزمایشگاهی و میکروسکوپی را دارد، زیرا نیروی اعمال‌شده به «قدرت خود نور» بستگی دارد، نه به اندازه دستگاه. این بدان معناست که با تأمین توان نوری کافی، می‌توان یک دستگاه بسیار بزرگ‌تر را نیز از راه دور به حرکت درآورد.

این کانسپت می‌تواند روی طیف وسیعی از اجسام، از میکروربات‌ها گرفته تا بادبان‌های نوری میان‌ستاره‌ای برای سفرهای فضایی کارساز باشد.

این پژوهش پیشگامانه در ژورنال معتبر Newton منتشر شده و افق‌های جدیدی را برای آینده سفرهای فضایی می‌گشاید.