К материалам для светового паруса предъявляются строгие физические требования. Он должен быть предельно легким, не плавиться даже под действием мощного излучения и оставаться гибким, не ломаясь под давлением. Поиск таких решений ведут десятки исследовательских групп по всему миру. И теперь команда Пенсильванского университета представила, как они считают, самый функциональный на сегодня вариант. Работа, опубликованная в журнале Nano Letters, может приблизить цель проекта Breakthrough Starshot — разогнать мини-зонд до 20% скорости света и отправить его к системе Альфа Центавра.
Световой парус — это сверхтонкая конструкция, которую приводит в движение энергия света. В современных проектах вместо солнечного излучения используют мощные лазеры, а значит, материал паруса обязан соответствовать трем ключевым критериям: быть сверхлегким, выдерживать сильный нагрев и сгибаться без разрушения.
Новый образец представляет собой трехслойную структуру. В центре — дисульфид молибдена с высокой отражающей способностью. Его получают в два этапа: сначала молибден напыляют на подложку, затем при 750 обрабатывают сероводородом, превращая в дисульфид молибдена. С обеих сторон сердечник покрыт оксидом алюминия. Этот слой пропускает лазерный луч к отражающему ядру и одновременно эффективно отводит тепло в инфракрасном диапазоне.
Парус выполнен в виде гофрированной шестиугольной структуры. Такая форма позволяет изгибаться в заданных местах без повреждений, хотя и увеличивает массу. Плотность конструкции составляет 0,7 г/м² против 0,5 г/м² у плоской версии. Для сравнения, целевой показатель Breakthrough Starshot — всего 0,1 г/м².
Испытания показали, что материал отражает 50% направленного лазерного излучения, поглощая лишь около 4% энергии — рекордно низкое значение по сравнению с предыдущими образцами. Ученые признают, что вес еще предстоит снизить, но считают, что создан прочный технологический фундамент для будущих испытаний.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что зонд размером со скрепку хотят отправить к черной дыре.
