Izstrādātāji no Brauna Universitātes un Delftas Tehniskās Universitātes Nīderlandē projektējuši ļoti plānu kosmisko gaismas buru, kas spēj sasniegt tuvāko zvaigzni Alfa Centauri tikai pāris desmitgažu laikā.
Jaunā koncepcija paredz ultraplānas gaismu atstarojošas buras izveidi, ko stumj lāzeri, līdzīgi kā vējš stumj buru kuģi. Šādas gaismas buras varētu samazināt kosmisko ceļojumu ilgumu līdz tuvākajām zvaigžņu sistēmām burtiski līdz pāris desmitgadēm. Nīderlandes pētnieki piedāvājuši jaunu veidu, kā projektēt un izgatavot ļoti plānas, augsti atstarojošas membrānas gaismas burām.
Pēc izstrādātāju teiktā, buras platums un garums ir tikai 60 mm, bet tā biezums nav lielāks par 200 nanometriem. Virsma ir noklāta ar miljardiem nanoskopisku caurumu, kas ļauj samazināt tās svaru un uzlabot atstarojošo spēju.
«Šis darbs ir teorētiķu no Brauna Universitātes un eksperimentatoru no Delftas Tehniskās Universitātes kopīgiem centieniem, kas ļāva projektēt, izgatavot un testēt buras ar augstu atstarojošās spējas un līdz šim reģistrēto lielāko formāta attiecību. Ričarda Norta komandas eksperimentālais sasniegums pierāda, ka viņu ražošanas process ir attiecināms uz izmēriem, kas nepieciešami starpzvaigžņu ceļojumiem, un var tikt realizēts ekonomiski efektīvā veidā. Tajā pašā laikā mana komanda ar lielu entuziasmu redz mūsu jaunākās optimizācijas metodes bāzētas uz mašīnmācīšanās svarīgo lomu šīs interesantās un sarežģītās inženierijas problēmas risināšanā,» saka līdzautors, Brauna Inženieru skolas docents Migels Besa.
Pētījumu iedvesmoja iniciatīva Starshot Breakthrough, ko dibinājis uzņēmējs Jurijs Milners un fiziķis Stīvens Hokings. Tās mērķis ir izmantot zemes lāzerus, lai darbinātu simtiem metru garuma gaismas buras, kas kustina sīkus kosmiskus kuģus mikroshēmu izmērā.
Pēc pētnieku teiktā, jaunais gaismas buras dizains viegli pielāgojams izmēram apmēram metru, un tas ir salīdzinoši lēti. Holandes izstrādātāji izmantoto vienkāršās sakalces silīcija nitrīdu, kas ir viegls un pārsteidzoši izturīgs savā pašu gaismas buras konstrukcijā.
Zinātnieki strādāja pie tā, lai maksimāli palielinātu tās atstarojošās spējas un padarītu to pēc iespējas vieglāku. Virsmas atstarojošās spējas nosaka, kāds būs gaismas spiediens aiz buras, kas tieši ietekmē tā paātrinājumu. Jo vieglāks materiāls, jo mazākā spēka tam nepieciešams paātrināšanai, līdz ar to mazāks svars nodrošina lielāku ātrumu.
Optimizējot savu konstrukciju, Nīderlandes zinātnieki projektēja nanoskopiskas caurumu veidni, miljardiem kas tika izvietotas uz visas materiāla virsmas ar diametru mazāku par viļņu garumu. Izstrādātāji izmantoja jaunu mākslīgā intelekta metodi, ko viņi izstrādājuši, lai optimizētu caurumu formu un izvietojumu, ar mērķi palielinātu atstarojošās spējas un samazinātu svaru. Pēc optimizācijas pabeigšanas Ričarda Norta vadītā komanda pārgāja uz prototipa izgatavošanu laboratorijā.
«Mēs izstrādājām jaunu kodināšanas metodi, kas ļauj mums uzmanīgi noņemt lieko materiālu un iegūt vieglu buru. Ja buras laužas, tas, visticamāk, notiek ražošanas laikā. Kad buras ir pakārtas, tās tiešām ir pietiekami izturīgas,» norāda Norte.
Pēc pētnieku teiktā, šī dizaina izgatavošana ar tradicionālajām metodēm būtu dārga un aizņemtu apmēram 15 gadus. Taču jaunās metodes ļāva samazināt ražošanas laiku burtiski līdz vienai dienai, ievērojami to padarot lētāku.
Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā Nature Communications
Avots: SciTechDaily
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra