Учёные разработали способ достичь Альфа Центавра всего за 20 лет

Альфа Центавра, ближайшая к Солнечной системе звёздная система, находится на расстоянии более 4 световых лет — это десятки триллионов километров. С использованием современных ракетных технологий полёт занял бы сотни, а то и тысячи лет. Однако группа исследователей из Техасского университета A&M предложила революционное решение: лазерный двигатель, способный доставить космический аппарат к Альфа Центавра всего за 20 лет.

В новой статье, опубликованной в журнале Newton, учёные описывают метод бесконтактного управления объектами с помощью лазеров. По их словам, мощные лазеры могут разгонять космические аппараты до скоростей, необходимых для межзвёздных путешествий.

Как работает лазерный двигатель

Исследователи разработали микроскопические устройства, названные «метаструи» (metajets), размером меньше человеческого волоса. Эти устройства приводятся в движение лазерным лучом благодаря специальным метаповерхностям — сложным узорам, изменяющим поведение света, подобно линзе.

Благодаря этим узорам метаструи могут перемещаться в трёх измерениях, что, по словам учёных, стало первым в мире достижением такого рода. В пресс-релизе доцент Техасского университета A&M и ведущий автор исследования Шаофэн Лан сравнил эффект с отскакивающими шариками для пинг-понга: отражённый свет передаёт импульс объекту.

Хотя световое давление кажется незначительным, в условиях микрогравитации космоса даже небольшое постоянное воздействие может создать значительную тягу. Ранее эксперименты с солнечными парусами доказали, что солнечный свет способен приводить в движение специализированные космические аппараты. Европейское космическое агентство также предложило использовать лазеры для управления солнечными парусами и корректировки орбит спутников с помощью графеновых аэрогелей — сверхлёгких и пористых материалов.

Перспективы и вызовы

Новая разработка выходит за рамки традиционных методов оптического манипулирования. Как отмечают учёные в своей статье, их устройства могут одновременно двигаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечивая трёхмерное перемещение, недоступное при использовании стандартных методов.

Кроме того, концепция может масштабироваться: мощность тяги зависит от интенсивности лазера, а не от размера устройства. Это означает, что при достаточной мощности лазера можно приводить в движение не только микроскопические аппараты, но и полноценные межзвёздные паруса.

В своей работе исследователи подчёркивают, что их метод применим не только для микророботов, но и для масштабных проектов, включая межзвёздные путешествия. Однако остаются вопросы о практической реализации технологии. Эксперименты проводились в жидкой среде для компенсации гравитации, и учёные планируют продолжить исследования в условиях, приближенных к космическим.