Forskere udvikler laserteknologi til at nå Alpha Centauri på 20 år

Alpha Centauri, det stjernesystem, der ligger nærmest vores eget solsystem, befinder sig mere end fire lysår væk. Det svarer til hundredvis af billioner kilometer – en afstand, der med nuværende raketteknologi ville tage hundredvis eller tusinder af år at tilbagelægge. Men nu har forskere fra Texas A&M University præsenteret en lovende ny tilgang, der potentielt kan revolutionere rumfart.

I en nyligt offentliggjort undersøgelse i tidsskriftet Newton beskriver forskerholdet en metode, hvor lasere anvendes til at drive og styre rumfartøjer uden fysisk kontakt. Ved at accelerere fartøjer til ekstremt høje hastigheder kunne rejsetiden til Alpha Centauri reduceres til blot 20 år. Selvom det stadig er en lang rejse, er det en betydelig forbedring i forhold til at skulle sende generationers skibe, der er designet til at holde i tusinder af år.

Små enheder med stor effekt

Forskerne har udviklet mikroskopiske enheder kaldet metajets, som er mindre end et menneskehår i bredden. Disse enheder bevæger sig, når de bliver belyst med laserlys. Metajets er udstyret med indviklede mønstre, kaldet metasurfaces, som ændrer lysets adfærd på samme måde som en linse. Disse mønstre gør det muligt at styre enhederne i alle tre dimensioner – en verdensnyhed ifølge forskerne.

I en pressemeddelelse sammenligner assisterende professor Shoufeng Lan effekten med, hvordan bordtennisbolde hopper af en overflade. Når lys reflekteres fra en overflade, overføres der momentum til den. Selvom lyset ikke udøver en stor kraft, kan den lille effekt blive betydelig i rummets mikrogravitation. Tidligere forsøg med solsejl har vist, at solens stråler alene kan drive specialdesignede rumfartøjer fremad. For nylig foreslog forskere fra Den Europæiske Rumorganisation (ESA) også, at lasere kunne bruges til at styre solsejl og justere satellitters position ved hjælp af graphen-aerogeler, et ultralet og porøst materiale.

Skalerbar teknologi med potentiale

Den nye forskning tager konceptet med lysdrevne fartøjer et skridt videre ved at muliggøre fuld tredimensionel manøvredygtighed. Ifølge forskernes artikel kan enhederne bevæge sig både lateralt og vertikalt, når de belyses med en laserstråle, hvilket ikke tidligere har været muligt med konventionelle metoder til optisk manipulation.

En af de største fordele ved teknologien er dens skalerbarhed. Den kraft, der udøves på enheden, afhænger af laserens styrke og ikke størrelsen på enheden. Det betyder, at større enheder – herunder interstellare lyssejl – potentielt kan drives over lange afstande med tilstrækkelig laserstyrke.

Forskerne påpeger, at konceptet kan anvendes på alt fra mikrorobotter til store systemer som rumfartøjer til interstellare rejser. Der er dog stadig mange ubesvarede spørgsmål omkring teknologiens gennemførlighed.

Udfordringer og fremtidsperspektiver

Selvom forsøgene blev udført i en væskeomgivelse for at modvirke tyngdekraftens påvirkning, arbejder forskerne på at teste metoden under mere realistiske forhold. Derudover skal der udvikles kraftige lasere og præcise styringssystemer for at gøre teknologien anvendelig i praksis.

Hvis det lykkes at skalere konceptet op, kunne det åbne døren til en ny æra inden for rumfart. Ikke blot ville det gøre rejser til fjerne stjerner mere realistiske, men det kunne også føre til nye opdagelser om vores nabolag i universet.