Nieuwe projecten voor een ultrasnel zonnezeil dat Proxima Centauri in een paar decennia kan bereiken, werden voorgesteld door Amerikaanse en Russische ingenieurs van de University of Pennsylvania en de University of California in Los Angeles, die werkten als onderdeel van het Breakthrough Starshot-initiatief, aangekondigd op 12 april 2016 door astrofysicus Stephen Hawking en de Russische ondernemer Yuri Milner. Deze innovaties zijn vooral gericht op het vinden van manieren om een ​​balans te vinden tussen kracht en voertuigen met een laag gewicht, wat nodig is voor interstellaire reizen. Er zijn twee gerelateerde artikelen gepubliceerd in Nano Letters.

"Het idee van een lichtzeil hangt al een tijdje in de lucht, maar we zijn nu pas aan het uitzoeken hoe we deze ontwerpen zo'n reis kunnen doorstaan", legt Igor Bargatin, werktuigbouwkundig ingenieur aan de Universiteit van Pennsylvania, uit.

Net zoals luchtdeeltjes een zeil van stof raken, wisselen stralingsgolven momentum uit met de objecten die ze raken. Maar in tegenstelling tot luchtmoleculen hebben fotonen of lichtquanta geen rustmassa, dus de versnelling die door elk zo'n foton wordt veroorzaakt, zal erg klein zijn. Het licht dat door het lichaam van een bruinende persoon wordt gereflecteerd, is bijvoorbeeld equivalent aan het gewicht van ongeveer een duizendste van een gram. Om deze druk te verhogen en een object in de ruimte te laten versnellen, is het nodig om ofwel een zeer groot zeil te maken, of om de intensiteit van de lichtstraal te vergroten - bijvoorbeeld door krachtige lasers op het zeil te richten.

Naarmate het apparaat versnelt, zal de golflengte van de straling die erop valt echter langzaam verschuiven naar het rode uiteinde van het spectrum, wat extra beperkingen oplegt aan de soorten materialen die niet te veel infraroodstraling en oververhitting mogen absorberen.

Ingenieurs stellen nu voor om ofwel een zeil te maken met twee lagen molybdeendisulfide en siliciumnitrideverbindingen om lichtabsorptie te minimaliseren, of het zeil opnieuw te ontwerpen om het stabieler te maken door te buigen als een grote parachute. De onderzoekers probeerden ook de acceleratietijd te variëren om de juiste balans te vinden tussen mechanische en thermische belastingen tijdens de hele reis. Doorbraak Starshot moet het ruimtevaartuig licht genoeg maken om ongeveer 20% van de lichtsnelheid te bereiken en in slechts een paar decennia 4,2 lichtjaar naar Proxima Centauri te reizen.

Het is belangrijk op te merken dat deze technologie niet kan worden gebruikt om passagiers te vervoeren, maar een ander planetair systeem binnen het leven van de huidige generatie aardbewoners van naderbij zal bekijken.

bbabo.Net