Фан оламида янги қадам: ёруғлик ёрдамида космик парвозлар синовдан ўтказилди

Пенсилвания университети, Калифорния технология институти ҳамда Калифорния университети (Лос-Анжелес) муҳандислари назарий физикадаги лазерни қўллаган ҳолда юлдузлараро парвозлар концепциясини амалда синовдан ўтказишди. Натуре Коммуникатионс нашрида эълон қилинган тадқиқот натижаларига кўра, олимлар юқори қайтариш қобилияти ва самарали иссиқлик чиқариш хусусиятига эга наноламинатли ёруғлик элканинг прототипини яратишди. Ушбу ютуқ минимал масса, оптик самарадорлик ва юқори термал турғунлик ўртасидаги ўзаро зид муаммоларни муваффақиятли ҳал этди. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Ҳозирги замонавий кимёвий ракеталар ёрдамида Ерга энг яқин бўлган Алпҳа Сентаури юлдузлар тизимига етиб бориш учун 75 мингдан 165 минг йилгача вақт талаб этилади. Бироқ Бреактроугҳ Старшот ташаббуси бутунлай бошқа ёндашувни таклиф қилади: энергия манбасини Ерда қолдириб, қуввати 100 гигаватт бўлган лазерлар мажмуаси ёрдамида оғирлиги тахминан 1 грамм келадиган микрозондни ҳаракатга келтириш кўзда тутилган. Ушбу фотонлар оқими аппаратни ёруғлик тезлигининг бешдан бир қисмига (секундига қарийб 60 минг километр) атиги 7 дақиқада етказиб, парвоз вақтини 20 йилгача қисқартириши мумкин.

Қийин физик чекловларнинг ечими

ixbt.com маълумотига кўра, бунгача гигаваттли лазер қувватига бардош бера оладиган материал мавжуд эмас эди. Жуда юпқа пелёнка лазер нурларининг кичик қисмини ютганда ҳам дарҳол эриб кетар ёки кучли босим остида йиртилиб қолар эди. Ушбу жисмоний чекловни четлаб ўтиш учун муҳандислар ҳар бир қатлами маълум бир вазифани бажарувчи уч қатламли тузилмани ишлаб чиқишди. Элканинг асоси инфрақизил нурларни яхши қайтарувчи молибден дисульфидидан (MoS2) иборат бўлиб, у икки қатламли алюминий оксиди (Al2O3) орасига жойлаштирилган.

Янги конструкция нафақат ички қатламни ҳимоя қилади, балки ўта қизиб кетишнинг олдини олиб, ортиқча иссиқликни радиатор каби космосга тарқатади. Бундан ташқари, механик мустаҳкамликни таъминлаш мақсадида олимлар гексагонал гофрировка усулини қўллашди. Пилла шаклидаги микроскопик нақшлар материалнинг оғирлигини оширмасдан унинг эгилишга бўлган мустаҳкамлигини бир неча бор оширди ва юзага келиши мумкин бўлган микро-ёрлиқларнинг тарқалишига тўсқинлик қилди.

Амалий натижалар ва истиқболлар

Лаборатория синовлари натижалари кўрсатишича, яратилган прототипларнинг оғирлиги бир квадрат метр учун 1 граммдан ҳам кам бўлиб, бу оддий қоғоздан тахминан 100 марта енгил эканини билдиради. Мазкур ёруғлик элканинг тушаётган лазер нурланишининг 50 фоиздан ортиғини қайтариб, атиги 4 фоиздан камроғини ютади ва ёруғликни кинетик энергияга самарали айлантиради. Ҳозирги кунда бу прототип ўлчамлари бўйича ўта тезликдаги мақсадларга эриша оладиган ягона материал ҳисобланади.

Келгусида мутахассислар термостабилликни янада ошириш, ишлаб чиқариш ҳажмини кенгайтириш ва механик барқарорлик масалаларини ҳал этиш устида иш олиб боришни режалаштирмоқда. Хусусан, аморф алюминий оксидини кристалл сафирга айлантириш, сирт микроструктуралари орқали иссиқлик тарқалишини яхшилаш ҳамда рулонли нанолитография усулларини қўллаш кўзда тутилган. Бу эса келгусида нафақат юлдузлараро тадқиқотларни амалга ошириш, балки Юпитерга атиги 4 кунда етиб борувчи зондларни учириш имконини беради.