Siekdami užtikrinti geriausią Jūsų naršymo patirtį, šioje svetainėje naudojame slapukus (angl. cookies). Paspaudę mygtuką „Sutinku“ arba naršydami toliau patvirtinsite savo sutikimą. Bet kada galėsite atšaukti savo sutikimą pakeisdami interneto naršyklės nustatymus ir ištrindami įrašytus slapukus. Jei pageidaujate, galite kontroliuoti ir/arba ištrinti slapukus. Išsamesnė informacija čia https://www.aboutcookies.org/ Jei ištrinsite slapukus, jums gali reikėti rankiniu būdu pakeisti kai kurias parinktis kaskart, kai lankysitės interneto svetainėje, o kai kurios paslaugos ir funkcijos gali neveikti.

Paieška
LIETUVAGIMTASIS KRAŠTASISTORIJAEKONOMIKAKOMENTARAIPASAULISGYNYBAŠEIMA IR SVEIKATA
ŠVIETIMASKULTŪRA IR ŽMONĖSSPORTASGAMTA IR AUGINTINIAIĮDOMYBĖSMOKSLAS IR ITTRASAMULTIMEDIJA
MOKSLAS IR IT

Mokslininkai surado atsakymą: galėtume skristi į kitą planetą už 4 šviesmečių!

 
2018 09 25 12:30
Šviesos burių funkcionalumas turi būti platus: jos turi gerai atspindėti trumpųjų infraraudonųjų (IR) bangų ruože, kad būtų gera stūma, o vidutinio ilgio IR (terminių) bangų ruože turi gerai spinduliuoti, kad efektyviai aušintų. 
Šviesos burių funkcionalumas turi būti platus: jos turi gerai atspindėti trumpųjų infraraudonųjų (IR) bangų ruože, kad būtų gera stūma, o vidutinio ilgio IR (terminių) bangų ruože turi gerai spinduliuoti, kad efektyviai aušintų. 

Vieną gražią – ir ne tokią jau tolimą – dieną, šviesos burės gali skrieti kosmosu maždaug 20% šviesos greičio (~60 000 km/s), varomos ne chemini kuru, o stumiamos spinduliavimo slėgio, kurį sukurtų galingi lazeriai Žemėje. Keliaudamos tokiu reliatyvistiniu greičiu, lazerių varomos šviesos burės artimiausią kaimyninę žvaigždę, Kentauro Alfa arba arčiausią žinomą potencialiai gyvybei tinkamą planetą, Kentauro Proksimą b, per maždaug 20 metų. Abu šie objektai yra kiek toliau nei už keturių šviesmečių.

Tačiau šviesos burių kūrimas pateikia tokius inžinerinius iššūkius, kad jas sukurti atrodo praktiškai neįmanoma. Reikia suderinti viena kitai prieštaraujančias savybes: idealios šviesos burės turėtų būti kelių metrų pločio ir mechaniškai patvarios, kad atlaikytų intensyvų spinduliavimo slėgį, tačiau būtų vos 100 nanometrų storio (~1000 kartų plonesnės už žmogaus plauką) ir svertų vos keletą gramų.

Kitus reikalavimus diktuoja šviesos burių veikimo mechanizmas. Maksvelo lygtys rodo, kad šviesa turi impulsą, tad gali slėgti objektą. Tačiau šviesos bures spinduliavimas stumia ne taip, kaip burlaivį – vėjas. Stūmą sukuria šviesos burių atspindėtas spinduliavimas. Dėl to optimalios šviesos burės turėtų didžiumą lazerio trumpųjų IR bangų atspindėti, o tuo pat metu skleisti vidutiniojo IR spektro bangas ir efektyviai aušintis.

Nanofotoninės burės

Naujame tyrime, publikuotame Nano Letters, tyrėjai Ilic, Cora Went, ir Harry Atwater iš Kalifornijos technologijos instituto Pasadenoje, parodė, kad griežtus reikalavimus, keliamus reliatyvistiniais greičiais galinčioms skrieti šviesos burėms, atitinka nanofotoninės struktūros.

Ankstesnėse šviesos burėse buvo naudojamas ultraplonas aliuminis, įvairūs polimerai ir anglies pluoštas. Kitaip nei šios medžiagos, nanofotoninės struktūros gali manipuliuoti šviesa mažesniu nei bangos ilgis masteliu, o tai tuo pačiu metu suteikia efektyvios stūmos (atspindis) ir šilumos išsklaidymo (emisija) pranašumą. Kaip pavyzdį tyrėjai pademonstravo dvisluoksnio silicio ir silicio dioksido perspektyvumą dėl apjungtų šių medžiagų savybių. Silicio didelis lūžio rodiklis – tad efektyvi stūma – bet aušinimo savybės prastos, tuo tarpu silicio dioksido radiacinio aušinimo savybės geros, bet mažesnis lūžio rodiklis.

Straipsnyje tyrėjai taip pat pasiūlė naują naudingumo rodiklį, kuriuo galima įvertinti mažos burės masės ir didelio atspindėjimo efektyvumo balansą. Ateityje ši koncepcija padės minimizuoti lazerio galios ir lazerio masyvo dydžio reikalavimus.

Šviesos burių priešistorė

Nors pati koncepcija sukurta beveik prieš šimtą metų, tik pastaraisiais dešimtmečiais technologijoms pavyko prisivyti mokslininkų vizijas apie šviesos varomus erdvėlaivius. Ankstyviausi konceptai, įkvėpti Saulės spinduliavimo nupučiamos kometų uodegos, naudojo ne lazerių, o Saulės šviesos slėgį.

Pirmasias šviesos bures 2010 paleido Japonijos aerokosminių tyrimų agentūra (Japan Aerospace Exploration Agency – JAXA). Burės per šešis mėnesius sėkmingai pasiekė Veneros orbitą, varomos vien Saulės spinduliavimo slėgio. Dabar tyrėjai kuria šviesos bures, galinčias išvystyti didesnį pagreitį, prilygstantį raketų kuriamam, o taip būtų galima erdvėlaivius iškelti be milijardus dolerių kainuojančių įprastų degalų.

Nors šviesos burės gali įgyti greičius, prilygstančius raketų greičiams, šviesos spinduliavimas santykinai silpnesnis už kuriamą galingų lazerių masyvo. Dėl to lazerių masyvas turi daug didesnio greičio – netgi tokio, kuriuo jau pasireikštų reliatyvistiniai efektai – suteikimo potencialą. Bet kol tokios lazeriais varomos bus pademonstruotos, dar laukia daug darbo.

DALINTIS:
 
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR IT
Rubrikos: Informacija:
EkonomikaGamta ir augintiniaiGimtasis kraštasGynybaKontaktai
ĮdomybėsIstorijaKomentaraiKonkursaiReklama
Kultūra ir žmonėsLietuvaMokslas ir ITPasaulisReklaminiai priedai
Rinkimų maratonasSportasŠeima ir sveikataŠvietimasPrenumerata
Trasa#AUGULIETUVOJE#LEGENDOS#SIGNATARŲDNRPrivatumo politika
#ŠIMTMEČIOINOVACIJOSKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2018 UAB "Lietuvos žinios"