نزدیکترین منظومه ستارهای به ما یعنی آلفا قنطورس بیش از چهار سال نوری از زمین فاصله دارد؛ فاصلهای معادل دهها تریلیون کیلومتر بیانتها و خلوت که پیمودن آن با روشهای فعلی پیشرانش راکتی، صدها و شاید هزاران سال زمینی طول میکشد. اما اکنون، رؤیای سفرهای سریعتر میانستارهای یک گام بزرگ به واقعیت نزدیکتر شده است.
محققان دانشگاه تگزاس A&M میگویند رویکرد جدید و هیجانانگیزی را به اثبات رساندهاند که میتواند زمان این سفر را بهطرز چشمگیری کاهش دهد. این فناوری از لیزرها برای پیشرانش و هدایت اجسام از راه دور و بدون هیچگونه تماس فیزیکی استفاده میکند.
دانشمندان مدعیاند که این لیزرها روزی میتوانند کل یک فضاپیما را به جلو هل دهند و سرعت آن را بهحدی برسانند که سفر به آلفا قنطورس فقط حدود ۲۰ سال طول بکشد. اگرچه ۲۰ سال هنوز هم زمان طولانی و زیادی به نظر میرسد، اما در مقایسه با ارسال یک راکت معمولی جهشی بینظیر محسوب میشود.
البته تمام این رؤیاپردازیها مشروط بر این است که این کانسپت بتواند در مقیاسهای بزرگتر پیادهسازی شود. محققان برای اثبات ادعای خود در این پژوهش، دستگاههایی در مقیاس میکرونی به نام «متاجت» توسعه دادند که از ضخامت یک تار موی انسان نیز کوچکتر هستند و با تابش نور لیزر به حرکت درمیآیند.
این متاجتها دارای ساختارهای بسیار کوچکی روی سطح خود هستند که الگوهای پیچیدهای دارند و نحوه رفتار و شکست نور را (شبیه به عملکرد یک عدسی) تغییر میدهند. این حکاکیهای میکروسکوپی به محققان اجازه میدهد تا متاجتها را در هر سه بُعد مکانی حرکت دهند. محققان این پدیده را به توپهای پینگپنگی تشبیه میکنند که از روی یک سطح به بالا میجهند.
شاید تاباندن نور روی یک جسم روی زمین نیروی زیادی اعمال نکند، اما در شرایط میکروگرانش در فضا، یک اثر تجمعی کوچک میتواند بسیار معنادار باشد. به عنوان مثال، آزمایشهای پیشین روی بادبانهای خورشیدی ثابت کردهاند که پرتوهای خورشید بهتنهایی میتوانند قدرت پیشرانش کافی برای حرکت فضاپیماهای تخصصی را فراهم کنند.
مدتی قبل نیز دانشمندان آژانس فضایی اروپا اعلام کردند که لیزرها میتوانند روزی برای هدایت بادبانهای خورشیدی و حتی تنظیم موقعیت ماهوارهها مورد استفاده قرار گیرند. بااینحال، تحقیق جدید دانشگاه تگزاس، مفهوم پایه پیشرانش نوری را یک گام فراتر برده و مانورپذیری کامل سهبعدی را امکانپذیر کرده است.
دانشمندان تأکید میکنند که این ایده قابلیت ارتقا و خروج از مقیاس آزمایشگاهی و میکروسکوپی را دارد، زیرا نیروی اعمالشده به «قدرت خود نور» بستگی دارد نه به اندازه دستگاه. به عبارت دیگر، در صورت تأمین توان نوری کافی میتوان یک دستگاه بسیار بزرگتر را نیز از راه دور به حرکت درآورد. طبق گفته محققان، این کانسپت میتواند روی طیف وسیعی از اجسام، از میکرورباتها گرفته تا بادبانهای نوری میانستارهای برای سفرهای فضایی کارساز باشد.
یافتههای این پژوهش در ژورنال Newton منتشر شده است.
