O forță stranie ar putea încetini velele solare interstelare

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Trimiterea unei sonde către o altă stea necesită tehnologii revoluționare, precum velele solare propulsate de lasere puternice. Totuși, un nou studiu dezvăluie o problemă neașteptată: la viteze relativiste, însăși lumina care propulsează vela începe să acționeze ca o forță de frânare.

Propulsia chimică clasică este mult prea lentă pentru călătoriile interstelare.

Din acest motiv, proiectele ambițioase propun utilizarea unei vele solare, o peliculă reflectorizantă uriașă, împinsă nu doar de lumina solară, ci de lasere terestre extrem de puternice, capabile să o accelereze la o fracțiune semnificativă din viteza luminii.

Totuși, o lucrare publicată pe platforma arXiv de cercetătorii Chao Shen și Jiaze Li, de la Institutul de Tehnologie din Harbin, evidențiază o complicație bizară.

Pe măsură ce nava atinge viteze relativiste, dinamica luminii se modifică dramatic, scrie SciTechDaily.

O problemă neașteptată

În mod normal, fotonii transferă impuls prin trei mecanisme. Primul ține de lumina incidentului, adică impactul direct al fotonilor.

Al doilea de reflexia speculară, respectiv ricoșarea curată a luminii de pe suprafața oglinzii. Ultimul vizează împrăștierea difuză, adică absorbția și reemiterea fotonilor în direcții aleatorii.

Pe măsură ce vela se îndepărtează cu viteză, lumina laserului suferă un efect Doppler pronunțat. Frecvența undelor scade, reducând treptat eficiența propulsiei.

Problema majoră apare însă când vehiculul atinge 75% din viteza luminii. La acest prag, intervine fenomenul de aberare relativistă a luminii.

Propulsia chimică clasică, prea lentă pentru călătoriile interstelare

Din perspectiva unui observator de pe Pământ, lumina împrăștiată difuz (reemisă de velă) începe să fie direcționată înainte, pe direcția de mișcare.

Conform principiului acțiunii și reacțiunii, această împrăștiere difuză se transformă dintr-o forță propulsivă într-o forță de rezistență activă, încetinind nava.

Deși laserul continuă să genereze o forță netă pozitivă, pierderea de eficiență este uriașă. Pentru a depăși acest obstacol, inginerii vor trebui să dezvolte metamateriale avansate și cristale fotonice capabile să folosească aceste efecte optice pentru a stabiliza automat traiectoria velei în interiorul razei laser.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O metodă inovatoare de sinteză îmbunătățește stabilitatea celulelor solare

Cercetătorii au dezvoltat celulele solare elastice

Fizicienii au generat cu succes mici erupții solare în laborator

Una dintre cele mai mari furtuni solare a lovit planeta Venus