Trimiterea unei sonde spre o altă stea cere tehnologii inovatoare, cum ar fi velele solare împinse de lasere puternice. Totuși, un studiu recent pune în evidență o problemă neprevăzută: la viteze relativiste, lumina care propulsează vela începe să acționeze ca o forță de frânare.
Propulsia chimică clasică este mult prea lentă pentru călătoriile interstelare.
Astfel, proiectele ambițioase sugerează utilizarea unei vele solare, o suprafață reflectorizantă considerabilă, care este accelerată nu doar de lumina solară, ci și de lasere extrem de puternice, capabile să o propulseze la o fracțiune semnificativă din viteza luminii.
Cu toate acestea, o lucrare publicată pe platforma arXiv de către cercetătorii Chao Shen și Jiaze Li de la Institutul de Tehnologie din Harbin, subliniază o complicație inedită.
Pe măsură ce nava atinge viteze relativiste, comportamentul luminii se schimbă drastic, scrie SciTechDaily.
O problemă neanticipată
În general, fotonii transferă impuls prin trei metode. Prima se referă la lumina incidentă, adică impactul direct al fotonilor.
A doua este reflexia speculară, adică ricoșarea directă a luminii de pe suprafața oglinzii. Ultima se concentrează pe împrăștierea difuză, ceea ce înseamnă absorția și reemiterea fotonilor în direcții aleatorii.
Pe măsură ce vela se îndepărtează rapid, lumina laserului suferă un efect Doppler vizibil. Frecvența undelor scade, reducând treptat eficiența propulsiei.
Principalul obstacol apare atunci când vehiculul ajunge la 75% din viteza luminii. La acest nivel, intervine fenomenul de aberare relativistă a luminii.
Propulsia chimică clasică, inadecvată pentru călătorii interstelare
Din perspectiva unui observator terestru, lumina împrăștiată difuz (reemisă de velă) începe să fie direcționată înainte, în direcția de mișcare.
Conform principiului acțiunii și reacțiunii, această împrăștiere difuză se transformă dintr-o forță de propulsie într-o forță de rezistență activă, care încetinește nava.
În ciuda faptului că laserul continuă să genereze o forță netă pozitivă, pierderea de eficiență este considerabilă. Pentru a depăși acest impediment, inginerii vor trebui să dezvolte metamateriale avansate și cristale fotonice care pot utiliza aceste efecte optice pentru a stabiliza automat traiectoria velei în cadrul razei laser.
Vă mai sugerăm să citiți și:
[O metodă inovatoare de sinteză îmbunătățește stabilitatea celulelor solare](https://www.descopera.ro/stiinta/20487287-o-metoda-inovatoare-de-sinteza-imbunatateste-stabilitatea-celulelor-solare)
[Cercetătorii au creat celule solare elastice](https://www.descopera.ro/stiinta/20530309-cercetatorii-au-dezvoltat-celulele-solare-elastice)
[Fizicienii au generat cu succes mici erupții solare în laborator](https://www.descopera.ro/stiinta/20352138-fizicienii-au-generat-cu-succes-mici-eruptii-solare-in-laborator)
[Una dintre cele mai mari furtuni solare a afectat planeta Venus](https://www.descopera.ro/stiinta/20173387-una-dintre-cele-mai-mari-furtuni-solare-a-lovit-planeta-venus)
