Лазерный импульс для межзвёздных полётов: учёные измерили ключевой параметр космических парусов
Учёные Калифорнийского технологического института разработали платформу для тестирования сверхтонких мембран, которые могут быть использованы для создания «световых парусов» — устройств для межзвёздных путешествий. Исследователи создали миниатюрный «световой парус», закреплённый по углам внутри большей мембраны, и разработали метод измерения силы, с которой лазеры воздействуют на парус. Команда учёных использовала электронно-лучевую литографию для создания мембраны из нитрида кремния толщиной всего 50 нанометров. Эта мембрана, напоминающая микроскопический батут размером 40 на 40 микрон, подвешена на кремниевых пружинах по углам. Иллюстрация: нейросеть DALL-E Исследователи облучали мембрану аргоновым лазером видимого диапазона и измеряли радиационное давление, воздействующее на миниатюрный световой парус, путём регистрации колебаний полотна. Для точного измерения движения, вызванного оптическими силами, команда разработала интерферометр, интегрированный в микроскоп и помещённый в вакуумную камеру. Учёные смогли измерить движения паруса с точностью до пикометров (триллионных долей метра), а также его механическую жёсткость. Они также провели эксперименты с наклонным лазерным лучом, имитируя ситуацию, когда парус в космосе не перпендикулярен источнику лазера. Эта работа является важным шагом на пути к созданию «световых парусов» для межзвёздных путешествий в рамках инициативы Breakthrough Starshot, запущенной Стивеном Хокингом и Юрием Мильнером в 2016 году. Цель проекта — использовать лазеры для разгона миниатюрных космических зондов, прикреплённых к «световым парусам», до сверхвысоких скоростей для достижения ближайшей к нам звёздной системы Альфа Центавра.
Учёные Калифорнийского технологического института разработали платформу для тестирования сверхтонких мембран, которые могут быть использованы для создания «световых парусов» — устройств для межзвёздных путешествий. Исследователи создали миниатюрный «световой парус», закреплённый по углам внутри большей мембраны, и разработали метод измерения силы, с которой лазеры воздействуют на парус.
Команда учёных использовала электронно-лучевую литографию для создания мембраны из нитрида кремния толщиной всего 50 нанометров. Эта мембрана, напоминающая микроскопический батут размером 40 на 40 микрон, подвешена на кремниевых пружинах по углам.
Исследователи облучали мембрану аргоновым лазером видимого диапазона и измеряли радиационное давление, воздействующее на миниатюрный световой парус, путём регистрации колебаний полотна. Для точного измерения движения, вызванного оптическими силами, команда разработала интерферометр, интегрированный в микроскоп и помещённый в вакуумную камеру.
Учёные смогли измерить движения паруса с точностью до пикометров (триллионных долей метра), а также его механическую жёсткость. Они также провели эксперименты с наклонным лазерным лучом, имитируя ситуацию, когда парус в космосе не перпендикулярен источнику лазера.
Эта работа является важным шагом на пути к созданию «световых парусов» для межзвёздных путешествий в рамках инициативы Breakthrough Starshot, запущенной Стивеном Хокингом и Юрием Мильнером в 2016 году. Цель проекта — использовать лазеры для разгона миниатюрных космических зондов, прикреплённых к «световым парусам», до сверхвысоких скоростей для достижения ближайшей к нам звёздной системы Альфа Центавра.
