2月23日激光航行可以使星际航行到遥远的星系成为现实

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导读 如果你一直梦想前往另一个恒星系统,研究人员说你可能需要使用帆。Penn Engineering 和加州大学洛杉矶分校的研究人员表明,光帆可以在未...

如果你一直梦想前往另一个恒星系统,研究人员说你可能需要使用帆。Penn Engineering 和加州大学洛杉矶分校的研究人员表明,光帆可以在未来提供星际航行。

当有人想去另一个星系旅行时,可能会想到星际迷航的企业号航空母舰进入曲速的图像。不幸的是,该技术尚不存在。因此,我们不得不将无人航天器送入深空探索更远的地方。即使在当时的技术条件下,发送到离我们太阳最近的恒星系统 Alpha Centauri 的探测器也需要大约 80,000 年才能完成这一旅程。

但机械工程与应用力学系副教授、研究人员 Igor Bargatin 正试图提出一个解决方案。他正在利用一种最古老的探索新地方的方法——帆。这个概念是突破性摄星计划的一部分,Bargatin 和他的同事正在创造帆所需要的尺寸、形状和材料,这些帆不是由风推动,而是由光推动。

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过去,该领域的研究表明,使用太阳会被动地为航天器提供光帆移动所需的所有能量。然而,Starshot 的计划将需要使用大量的地面激光器,这些激光器将在帆上训练它们的光束,并提供比太阳高数百万倍的光强度。

在 Bargatin 领导的一篇论文中,提出轻帆由超薄的氧化铝和二硫化钼制成。Bargatin 建议,“这里的直觉是,无论是在帆船上还是在太空中,非常紧的帆更容易流泪。这是一个相对容易掌握的概念,但我们需要做一些非常复杂的数学来实际展示这些材料在这种规模下将如何表现。”

另一篇由加州大学洛杉矶分校 Samueli 工程学院材料科学与工程系助理教授 Aaswath Raman 领导的论文提供了关于帆内的纳米级图案如何最有效地消散激光束产生的热量一百万倍的见解。太阳的。

拉曼说:“如果帆吸收了入射激光的一小部分,它们就会加热到非常高的温度。” 拉曼继续说道,“为了确保它们不会分解,我们需要最大限度地提高它们将热量散发出去的能力,这是太空中唯一可用的传热方式。”

电气与系统工程系助理教授 Deep Jariwala 总结这项研究时说:“几年前,即使对这类概念进行思考或进行理论工作都被认为是牵强附会的。现在,我们不仅拥有“这是一种设计,但该设计以我们实验室可用的真实材料为基础。我们未来的计划是小规模制造这种结构,并用高功率激光器对其进行测试。”

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